Microgrijpertjes kunnen in de toekomst door je bloedvaten bewegen

Microgrijpertjes van minder dan een millimeter groot kunnen in de toekomst gebruikt kunnen worden om bijvoorbeeld biopten te nemen zonder dat een grote operatie nodig is. Of er kunnen medicijnen mee naar bepaalde plekken in het lichaam gebracht worden.

microgrijpertje in doolhof
Een virtueel Pacman-achtig doolhof is geen probleem voor de microgrijpertjes.
Bron: Ongaro et al (2017)

Onderzoekers van de Universiteit Twente ontwierpen de microgrijpertjes samen met onderzoekers van Johns Hopkins University in de Verenigde Staten. Ze maakten vier verschillende, draadloze soorten. Drie hadden de vorm van een zespuntige ster en waren 0,98, 0,25 en 0,1 millimeter groot. De laatste was langwerpig en 0,75 millimeter groot.

De huidige microapparatuur die gebruikt wordt in het lichaam zit met draden vast aan een batterij of het stopcontact.  De grijpertjes van de Twentse onderzoekers hebben dat niet nodig. Ze halen hun energie uit de warmte van hun omgeving. Bovendien kunnen ze waarschijnlijk preciezer door bloedvaten manoeuvreren waardoor ze veiliger zijn.

Mozzarella

Als de temperatuur verhoogd wordt tot boven de lichaamstemperatuur, vouwen de armen van de grijpertjes naar binnen. Zo kunnen ze stevig iets vastpakken. De onderzoekers testte te grijpkracht van hun apparaatjes met stukjes mozzarella kaas. Hiervoor lieten ze dertig van elke soort grijper los op 5 gram mozzarella. Door de temperatuur te verhogen vouwden de microgrijpertjes dicht. De kleinste grijper, van 0,1 millimeter bleek niet sterk genoeg op een stukje mozzarella vast te pakken. De andere kregen het wel voor elkaar. Door vervolgens een magneetveld aan te zetten die aan de grijpertjes trok, konden de onderzoekers meten hoe sterk de grip van de apparaatjes was. De grootste grijper liet zelfs bij een relatief sterk magneetveld de kaas niet los. De grijper zat zo stevig vast dat hij een stukje mozzarella lostrok en meesleurde.

Bron: Ongaro et al (2017)

Pacman

De grijpertjes zijn magnetisch. De onderzoekers kunnen ze daardoor met magneetvelden door een doolhof sturen. ‘We simuleerden een onregelmatig, Pacman-achtig doolhof waar echte microgrijpertjes doorheen bewogen’, zegt Sarthak Misra van de Universiteit Twente. Onderweg moesten random bewegende obstakels vermeden worden.

Ongekende overvloed. Hoe een revolutie in nanotechnologie ons leven ingrijpend zal veranderen
LEESTIP Ongekende overvloed. Hoe een revolutie in nanotechnologie ons leven ingrijpend zal veranderen Eric Drexler, € 19,95 Bestel in onze webshop

De topsnelheid de grijpertjes hierbij kunnen halen is bijna 3,5 keer hun lichaamslengte per seconde. Dat betekent ruim 3 millimeter per seconde voor het grootste microgrijpertje. In theorie is dat snel genoeg om door de dunste bloedbanen, de haarvaten, te bewegen. Daar stroomt het bloed namelijk met een snelheid van 0,3 millimeter per seconde.

‘Maar een hoge snelheid halen was niet ons doel’, zegt Misra. ‘Onze focus is om de grijpertjes heel precies te laten bewegen, zodat ze geen gezond weefsel of gevoelige organen schaden. Waarschijnlijk hoeven ze in de praktijk maar een kleine afstand af te leggen.’

Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.

Lees verder:

Over de auteur

Dorine Schenk

Dorine Schenk is freelance wetenschapsjournalist voor o.a. NRC en New Scientist. Ze studeerde (astro-)deeltjesfysica aan de Universiteit van Amsterdam. Daarnaast houdt ze van hardlopen. Volg haar op Twitter via @dorineschenk.



Plaats een reactie