Winzige, Bakterien nachempfundene Roboter könnten eingesetzt werden, um Medikamente an schwer zugängliche Stellen des menschlichen Körpers zu bringen. Wissenschaftler der École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) und der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zurich (ETH Zürich) haben sogenannte elastische Mikrobots entwickelt, die je nach Körpergröße ihre Form ändern können Umfeld.
Wenn ein Patient Medikamente benötigt, werden diese traditionell oral oder intravenös verabreicht und die körpereigenen Systeme transportieren die Medikamente zu dem Körperteil, wo sie benötigt werden. Aber jüngste Entwicklungen auf dem Gebiet der gezielte Arzneimittelabgabe haben dazu beigetragen, sicherzustellen, dass Medikamente genau dort ankommen, wo sie benötigt werden, wobei an manchen Stellen eine höhere Konzentration der Medikamente vorliegt. Die Entwicklung elastischer Roboter könnte möglicherweise die gezielte Medikamentenverabreichung revolutionieren, indem sie es ermöglicht, Medikamente in jeden Bereich des Körpers zu verabreichen, auch in schwer zugängliche Bereiche.
Intelligente Mikroroboter, die sich an ihre Umgebung anpassen können
Die Mikrobots sind äußerst flexibel und in der Lage, durch Flüssigkeiten zu schwimmen und als Reaktion darauf ihre Form zu ändern Umgebung, was bedeutet, dass sie sich durch enge Blutgefäße quetschen können, ohne langsamer zu werden oder schwierig zu sein Manöver. Die Bots bestehen aus winzigen Hydrogel-Nanokompositen, die magnetische Nanopartikel enthalten, sodass sie mithilfe eines elektromagnetischen Feldes gesteuert werden können.
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Nach der Entwicklung der Roboter bestand die Herausforderung darin, eine Möglichkeit zu finden, ihre Formen so zu „programmieren“, dass sie alle verschiedenen Umgebungen eines menschlichen Körpers durchlaufen können. Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, verkörperte Intelligenz zu nutzen, bei der sich das physische Wesen des Bots an die Umgebung anpasst, anstatt die traditionellen Berechnungen, die die meisten elektronischen Systeme verwenden. Die Bots werden mit einer Origami-basierten Faltmethode hergestellt, die es ihnen ermöglicht, sich maximal zu verformen Effiziente Form für jede gegebene Umgebung, und Verformungen können im Voraus eingestellt werden, um die Leistung zu verbessern glatter. Sobald sich die Roboter im Körper befinden, können sie entweder durch ein elektromagnetisches Feld gesteuert werden oder sie können sich selbst ihren Weg bahnen, indem sie den Flüssigkeitsfluss im Inneren des Körpers nutzen.
„Unsere Roboter haben eine spezielle Zusammensetzung und Struktur, die es ihnen ermöglicht, sich an die Eigenschaften des Roboters anzupassen Flüssigkeit, durch die sie sich bewegen“, sagte Selman Sakar, Assistenzprofessor am Institut für Maschinenbau. EPFL, in einer Stellungnahme. „Wenn sie beispielsweise auf eine Änderung der Viskosität oder der osmotischen Konzentration stoßen, ändern sie ihre Form, um ihre Geschwindigkeit und Manövrierfähigkeit beizubehalten, ohne die Kontrolle über die Bewegungsrichtung zu verlieren.“
Die Ergebnisse werden veröffentlicht in Wissenschaftliche Fortschritte.
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