Amerikaanse onderzoekers ontwikkelen op afstand bedienbare micro-robots met grijpers die levende cellen kunnen transporteren. De minuscule robots moeten het eenvoudiger en minder belastend maken om biopsieën te doen.
Een onderzoeksgroep van de Johns Hopkins-universiteit onder leiding van David Gracias heeft grijpers ontwikkeld die zonder draden binnen een lichaam hun werk kunnen uitvoeren. De apparaten kunnen gebruikt worden om biopsieën uit te voeren, waarbij levende cellen uit het lichaam weggenomen worden. Om deze procedure zo min mogelijk invasief te maken, zodat de patiënt snel herstelt en weinig hinder van het onderzoek ondervindt, kunnen de grijpers draadloos bediend worden. Een incisie om het weefsel te bereiken of het gebruik van buizen om instrumenten in het lichaam te brengen is daardoor niet noodzakelijk. Bovendien zouden de apparaten goedkoop en massaal geproduceerd kunnen worden.
De micro-gereedschappen van de onderzoekers hebben een doorsnede van ongeveer 0,1mm en bestaan uit een centrale 'palm' waaraan zes scharnierende grijpers zijn vastgemaakt. De grijpers bevatten nikkel en worden door een laagje goud beschermd tegen invloeden van buitenaf. Dankzij het nikkel kunnen de werktuigen worden bewogen met een magneet die zich buiten het lichaam van de patiënt bevindt. Met behulp van mri- of ct-technieken kunnen de microgrijpers binnen het lichaam gevolgd worden. De grijpers kunnen van buitenaf worden gesloten door de apparaten in contact te brengen met chemicaliën of door de temperatuur plaatselijk licht te verhogen.
De zes armen van de apparaten worden met een fotolithografisch proces gefabriceerd en hebben drie scharnieren. In de scharnieren zorgen dunne lagen chroom en koper voor een neiging de armen automatisch te sluiten, maar een polymeerhars voorkomt deze beweging. Door de temperatuur tot ongeveer veertig graden celcius te verhogen, wordt het hars zachter en sluiten de grijpers. Bepaalde niet-giftige biochemische stoffen hebben eveneens een weekmakende invloed op het hars, waardoor de grijpers ook chemisch bediend kunnen worden.
Het sluiten van de grijpers is een eenrichtingsproces: na gebruik kunnen de apparaten hun last niet meer loslaten. De onderzoekers werken nog aan een volgende generatie grijpers, die zich wél weer kunnen openen en meer autonomiteit hebben. Voor dit vervolgonderzoek hebben ze een subsidie van anderhalf miljoen dollar ontvangen. De komende jaren zouden de apparaten geschikt moeten worden gemaakt om ze in praktijksituaties in te kunnen zetten voor biopsieën. Een andere toepassing is het met grote precisie lokaal 'afleveren' van medicijnen. Gracias hoopt de grijpers bovendien door te ontwikkelen tot volwaardige micro- of zelfs nano-instrumenten voor chirurgie.
Wetenschap
.
