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.
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.
Wat is het geheim achter het succes van de wereldtop? ‘Luie toppers bestaan niet in het zwemmen’
Bewegingswetenschapper Aylin Post volgde vijf jaar lang zwemtalenten op weg naar de top. Ze analyseerde miljoenen zwemtijden ...
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.
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.
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: