Mikroroboter sollen Medikamente im Körper ausbringen

Wissenschaftler in den USA haben winzige Roboter entwickelt, die in den Körper injiziert werden und dort gezielt Medikamente platzieren sollen, etwa bei einer Herzinfektion. Das soll gefährliche Operationen überflüssig machen.

Die sogenannten Millibots seien „so breit wie eine Bleistiftspitze oder ein Streichholzkopf und etwa so lang wie ein Reiskorn“, teilte die Johns Hopkins University (JHU) mit. Sie werden als Zweier-Team eingesetzt: Der erste, das Nadelmodul, dockt an der infizierten Stelle am Herzen an. Der zweite Millibot, das Medikamentenmodul, bringt den Wirkstoff an den Einsatzort.

Er haftet sich per Magnet an das Nadelmodul. Dann setzt er seine Fracht langsam genau dort frei, wo sie benötigt wird. Die beiden Millibots haben weder einen Antrieb noch eine Energieversorgung. Sie werden magnetisch von außen gesteuert, durch ein System von elektromagnetischen Spulen, das ähnlich wie ein Magnetresonanztomograf (MRT) funktioniert.

Vorteil der Lösung mit zwei Robotern ist nach Angaben der Forscher, dass diese auch an schwer zugänglichen Stellen im Körper eingesetzt werden können. Das wäre mit einem Bot, der größer ausfallen würde, eventuell nicht möglich. Zudem kann das Nadelmodul bei Bedarf an der infizierten Stelle angedockt bleiben, sodass ein weiteres Medikamentenmodul Nachschub an Arzneimitteln liefern kann.

Mikroroboter werden injiziert

„Mit einem kleinen Nadelstich injiziert man einen Mikroroboter und führt eine Behandlung ohne Infektion oder Blutverlust durch“, erläutert Axel Krieger, Leiter des Intelligent Medical Robotic Systems and Equipment Lab an der JHU. Ohne den Einsatz eines Chirurgen können Medikamente zuverlässig, sicher und effizient an den Infektionsherd gebracht werden.

Und das auch noch viel schneller als bei einer konventionellen Therapie: „Eine intravenöse medikamentöse Behandlung dauert normalerweise vier bis sechs Wochen. Mit diesen Robotern könnte der gesamte Eingriff jedoch nur 10 Minuten dauern – vielleicht eine Stunde, wenn man mehrere Durchgänge durchführen möchte“, sagt Anuruddha Bhattacharjee, Erstautor der Studie in der Fachzeitschrift Advanced Materials Technologies.

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Bisher hat das Team um Bhattacharjee und Krieger die Millibots an Phantom-Herzmodellen getestet, die dem menschlichen Herzen ähnlich sind, sowie an Schweineherzgewebe. Dabei bewegten sich die Roboter problemlos durch einen simulierten Blutfluss. Die nächsten Tests will das Team an einem Phantomherzen durchführen, die die Muskelkontraktionen und die Schlagbewegung eines echten Herzens nachahmen.

Die Millibots sind in erster Linie zur Behandlung von Herzinfektionen konzipiert. Krieger sieht jedoch noch viele weitere Anwendungen, „wo diese Art der gezielten medikamentösen Therapie und solche steuerbaren Roboter eine wichtige Rolle spielen könnten. Das ist wirklich die Pionierarbeit der chirurgischen Robotik.“