Von Sperma inspiriert: Mikroroboter erkennt und entfernt kranke Zellen

Die Natur liefert immer wieder die Inspiration für technische Innovation. Jetzt haben sich Forscher "biologische Schwimmer" wie Sperma zum Vorbild genommen, um einen Durchbruch bei Mikrorobotern zu erreichen. Die können kranke Zellen erkennen und manipulieren.

Hybrid-Roboter erkennt gesunde, beschädigte und absterbende Zellen

Zellen machen nicht immer, was sie sollen. Die Medizin träumt von einer gezielten Zugriffsmöglichkeit, mit der einzelne beschädigte Zellen ganz gezielt erkannt, angesteuert und im besten Fall auch entfernt werden können. Wie Phys berichtet, vermelden Wissenschaftler der Universität Tel Aviv jetzt dabei einen Durchbruch. Sie haben einen hybriden Mikroroboter entwickelt, der genau diese Eigenschaften mitbringt. Der hybride Ansatz ist auch auf die Expertise des Studienleiters zurückzuführen.

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Wie Prof. Gilad Yossifon von der Fakultät für Maschinenbau und der Abteilung für Biomedizinische Technik der Universität Tel Aviv im Fachmagazin Advanced Science beschreibt, hat der von seinem Team entwickelte Mikroroboter die Größe einer einzelnen Zelle (etwa 10 Mikrometer Durchmesser) und kann in einer biologischen Probe zwischen verschiedenen Zellen navigieren. "Die Entwicklung der Fähigkeit des Mikroroboters, sich autonom zu bewegen, wurde von biologischen Mikroschwimmern wie Bakterien und Spermazellen inspiriert", so Prof. Yossifon zum Ansatz des Teams.

Dazu kommt eine weitere wichtige Eigenschaft: Zelltypen können unterschieden, Beschädigungen erkannt und gezielt Zellen für weitere Untersuchungen transportiert werden. Der eingebaute "Erkennungsmechanismus" beruht laut den Forschern auf den einzigartigen elektrischen Eigenschaften von Zellen in verschiedenen Zuständen.

Auf die Probe gestellt

In einem Versuch konnte das Team mit ihrer Kreation einzelne Blut- und Krebszellen sowie Bakterien einfangen. Die Mikroroboter waren dabei selbstständig in der Lage zu unterscheiden, ob es sich um eine "gesunde Zelle, eine durch ein Medikament geschädigte Zelle, eine Zelle, die stirbt oder eine in einem natürlichen "Selbstmord"-Prozess befindliche Zelle" handelt.

Die Erkenntnisse von Prof. Yossifon und seinem Team können in einer Vielzahl von Bereichen helfen, neue Lösungen zu entwickeln. Das naheliegende Einsatzgebiet liegt dabei in der Medizin, wo Diagnose und Verabreichung von Medikamenten auf Zellebene stattfinden könnte. Aber auch die Reinigung der Umwelt von Schadstoffpartikeln ist mit solchen Robotern denkbar.


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