Mini-Roboter verbabreichen Medikamente

Weiche "MANiACs" der Weinberg Medical Physics werden durch magnetisches Feld kontrolliert

Nervensystem: große Aufgabe für Roboter (Foto: pixabay.com, Gerd Altmann)

Rockville (pte029/10.08.2021/12:30)

 Winzige Roboter, so genannte "Magnetically Aligned Nanorods in Alginate Capsules" (MANiACs) könnten eines Tages Teil eines fortgeschrittenen Arsenals von Drug-Delivery-Technologien sein, davon geht das US-Medizintechnik-Unternehmen Weinberg Medical Physics https://www.weinbergmedicalphysics.com aus. Für eine aktuelle Studie in „Frontiers in Robotics and AI" wurde erstmals untersucht, wie derartig winzige Roboter als Medikamententräger in neuronalem Gewebe einsetzbar sein könnten. Es zeigte sich, dass die winzigen durch ein magnetisches Feld kontrollierten weichen Roboter, sich entgegen dem Fluss der Flüssigkeit bewegen, Steigungen überwinden und sich über neuronales Gewebe wie das Rückenmark bewegen und Substanzen ganz präzise an bestimmten Stellen positionieren können. 

Ziel der Forscher war es, die MANiACs Roboter unter den Bedingungen zu testen, die sie auch im Körper vorfinden würden. Dazu gehört die wellenförmige und gewundene Architektur des Nervensystems. Dazu gehören auch die fließende zerebral-spinale Flüssigkeit und Steilhänge. Die Soft Robots wurden hinsichtlich ihrer Fähigkeit Hänge mit zunehmender Steilheit zu überwinden gestestet und auch bei Bewegungen gegen die fließende Flüssigkeit. Zusätzlich wurde an den Gehirnen von Ratten und dem Rückenmark von Mäusen überprüft, wie sich die Roboter entlang des Gewebes bewegen und Farbe an der Oberfläche positionieren können. Die Farbe diente dabei als Ersatz für Medikamente. 

[b]Erste Tests erfolgreich[/b]

Unter der Stimulation durch Magneten überwanden die MANiACs Gefälle von bis zu 45 Grad. Sie bewegten auch stromaufwärts gegen einen Flüssigkeitsstrom, der jenem ähnlich war dem sie auch im Nervensystem vorfinden würden. Es gelang die mit Farbe versehenen MANiACs auf der Oberfläche von neuronalem Gewebe von Nagetieren mit sehr großer Genauigkeit zu bewegen und die Farbe an bestimmten Stellen anzubringen. Es gelang sogar an mehreren Stellen eine weitere Dosis Farbe anzubringen. Genau diese Fähigkeit ist laut David Cappelleri von der Purdue University, https://www.purdue.edu einem anderen an dem Projekt beteiligten Forscher, von entscheidender Bedeutung. Damit kann eine bei der ersten Behandlung nicht ausreichende Dosis erneut verabreicht werden. 

Erkrankungen des Zentralnervensystems können nur schwer zu behandeln sein. Laut Lamar Mair von Weinberg Medical Physics können durch die orale oder intravenöse Verabreichung von Medikamenten zum Beispiel zur Behandlung von Krebs oder neurologischen Krankheiten Bereiche des Körpers und des Nervensystems betroffen sein, die mit der Krankheit nicht in Zusammenhang stehen. „Eine gezielte Arzneimittelabgabe kann durch weniger zu einer verbesserten Wirksamkeit und geringeren Nebenwirkungen führen." 

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