Laboratoriumproeven hebben aangetoond dat een piepklein robotje met een spiraalvormige propeller door aders heen kan zwemmen. Daar kan zo’n robotje helpen om medicijnen af te leveren die bloedpropjes opruimen.

Chinese wetenschappers lieten zich voor het ontwerp van hun microrobots inspireren door bacteriën zoals E. coli, die een kurkentrekkervormige staart hebben. Robotexpert Li Zhang van de Universiteit van Hong Kong en zijn collega’s stopten de robot in een nagemaakte ader, gevuld met varkensbloed. Ze ontdekten dat hun robot medicijnen tegen bloedpropjes bijna vijf keer beter liet werken dan wanneer alleen het medicijn in de ader werd ingebracht.

‘De spiraalvormige structuur is net een propeller, dus de robot kan de lading van punt A naar punt B brengen’, zegt Zhang. ‘Als je iets anders wil vervoeren dan een medicijn is dat ook mogelijk. Denk bijvoorbeeld aan stamcellen voor behandelingen, of plaatselijke verhitting om kankercellen te doden.’

Op de schouders
LEES OOK
Op de schouders

Magneten en echo’s

De onderzoekers gebruikten magneten om de robot te laten bewegen. De kurkentrekkervormige propeller van de microrobot draaide dankzij een magneet, en ook werd het robotje door een magneet door het bloedvat gesleept.

Om het pad van de robot te volgen en bij te sturen, lieten Zhang en zijn team geluidsgolven op bloedcellen weerkaatsen en brachten ze de echo in kaart. Een computer hield bij hoe de frequentie van de golven veranderde, net zoals een sirene van een ambulance van toonhoogte verschuift wanneer die wegrijdt. Zo wisten ze de beweging van de robot te bepalen.

Nadat hij naar de bloedprop was geleid, liet de robot het veelgebruikte bloedpropbrekende medicijn tPA vrij. Zijn kurkentrekker hielp om het medicijn rond de blokkade te laten circuleren. De onderzoekers denken dat het toedienen van het medicijn op deze manier bloedpropjes effectiever kan afbreken, en het gevaar kan verminderen dat er grote brokstukken ontstaan die verderop nieuwe verstoppingen kunnen veroorzaken. Dat is een bekend risico wanneer een bloedprop met alleen medicijnen of een katheter wordt behandeld.

Menselijk lichaam

Medisch engineer Pierre Gélat van University College London noemt het laboratoriumwerk mooi. ‘De uitdaging is nu om uit te ontdekken of dit in de toekomst ook in klinische behoeften kan voorzien, en hoe je daar kunt komen.’

De robot kan zowel stroomopwaarts als stroomafwaarts bewegen, in verschillende stroomsnelheden. Toch is het nog onduidelijk hoe hij zou presteren in de veranderlijke omstandigheden van een menselijk lichaam. Ook is de vraag welke soorten verstoppingen hij het beste kan oplossen. Zhang denkt dat de robot het nuttigst kan zijn in kortere bloedvaten, aangezien het een hele uitdaging is om lange afstanden door het lichaam af te leggen.

Zhang wil de robot binnenkort testen in omstandigheden die meer lijken op een menselijk lichaam. Hij benadrukt dat het van cruciaal belang is om te bewijzen dat de robot veilig werkt in een medische omgeving.