Steuerung eines mikroskopisch kleinen Roboters im Inneren des Körper. Vielversprechende erste Testergebnisse

Zum ersten Mal überhaupt testeten Wissenschaftler die Steuerung eines winzigen Roboters, der sich im Dickdarm - dem längsten Teil des Dickdarms - bewegte. Eine solche Innovation könnte in Zukunft in der Diagnostik und Medikamentenverabreichung weit verbreitet sein. Die Wissenschaftler haben einen völlig neuen Ansatz gewählt. Der kleine Roboter ist mit einem Magneten ausgestattet, so dass er mit Hilfe eines elektromagnetischen Feldes gesteuert werden kann, das sich außerhalb des Körpers des Patienten befindet. Obwohl es nur die Anfangsphase der Tests ist, sind die Ergebnisse sehr vielversprechend. Die Forschung wurde in der Zeitschrift Micromachines veröffentlicht. https://doi.org/10.3390/mi11090861

Die von Wissenschaftlern der Purdue University durchgeführte Forschung über die Mobilität eines winzigen Roboters hat gezeigt, dass er durch unvorhersehbare Körperlandschaften navigiert werden kann. Das Gerät wurde erfolgreich unter einer Vielzahl von Feuchtigkeitsbedingungen, auf vielen Arten von Oberflächen und in komplexen dreidimensionalen Systemen getestet. - Wenn wir ein äußeres Magnetfeld an diese Roboter anlegen, drehen und bewegen sie sich", sagt der Ingenieur David Cappelleri von der Purdue University. - Das Magnetfeld dringt sicher in den Körper ein, was für die Anwendung ähnlicher Lösungen beim Menschen wichtig ist", fügt der Forscher hinzu.

Navigation durch den Dickdarm

Mikroskopische Roboter haben keine Batterien. Ihre Systeme werden durch dasselbe Magnetfeld gespeist, das das Gerät steuert. Dank des Einsatzes von Ultraschall bewies das Forscherteam, dass sich der Roboter im Darm in verschiedene Richtungen bewegen kann.Für die Tests wurden Mäuse verwendet, die unter Narkose standen. Die Roboter wurden durch den Dickdarm in den Tierkörper eingeführt. Es war eine bewusste Entscheidung der Forscher, die sicherstellen wollten, dass ihr Gerät nicht durch verdaute Nahrungsreste gestoppt wird. Auf einem kurzen Film (siehe oben) können Sie sehen, wie sich der mikroskopisch kleine Roboter bewegt:- Das Bewegen des Roboters um den Dickdarm ist wie die Benutzung eines Gepäckwagens auf dem Flughafen. So können wir schneller zum Terminal gelangen", sagt Ingenieur Luis Solorio von der Purdue University. - Es sind nicht nur Sie, die sich bewegen, sondern auch die Menschen um Sie herum. Im Dickdarm befinden sich verschiedene Flüssigkeiten und organische Materialien, die der Roboter umgehen muss. Es ist keine leichte Reise, fügt er hinzu.

Ein kleiner Roboter, große Herausforderungen

Ein kleiner Roboter stand vor einer großen Herausforderung, die er meistern konnte. Die Wissenschaftler haben die negativen Auswirkungen der verdauten Nahrung auf den Betrieb des Geräts nicht aufgezeichnet. Nachdem seine Arbeit getan war, verschwand der Roboter auf natürliche Weise, durch Stuhlgang, aus dem Körper. Die Forscher testeten auch die Fähigkeit des Roboters, dem Körper verschiedene Substanzen zuzuführen. Zu diesem Zweck wurde ein Fläschchen mit physiologischem Salz und fluoreszierender Farbe darauf montiert. Der Mikrobot gab allmählich Dosen von Flüssigkeit ab, die in den Körper eindrang. Die Wissenschaftler hoffen, dass es bald möglich sein wird, Medikamente anstelle von physiologischem Salz auf diese Weise zu verabreichen. Wissenschaftler räumen ein, dass es noch lange dauern wird, bis ihr kleiner Roboter auf breiter Basis zum Einsatz kommt. Sie werden mehrere Roboter gleichzeitig in den Dickdarm schicken.- Aus diagnostischer Sicht könnten diese Roboter in Zukunft die moderne Koloskopie ersetzen. Sie werden auch in der Lage sein, Gewebe zu entnehmen", sagt der Ingenieur Craig Goergen von der Purdue University. - Bevor dies geschieht, können die Roboter helfen, die notwendigen Daten zu sammeln, bevor sie eine Koloskopie durchführen", fügt er hinzu.