US-Forscher entwickeln winzige 3D-gedruckte Roboter für die Medizin

Wissenschaftler der University of Colorado Boulder haben eine neue Klasse winziger Roboter entwickelt, die sich selbst durch Flüssigkeiten bewegen können. Die 20 Mikrometer großen “Mikroroboter” sollen eines Tages Medikamente im menschlichen Körper transportieren.

Laut den Forschern haben die Mini-Roboter großes Potenzial für medizinische Anwendungen. Mit Geschwindigkeiten von bis zu 3 Millimetern pro Sekunde sind sie extrem schnell und agil. Relativ betrachtet sind sie damit 9000 mal schneller als ein Gepard.

Die Mikroroboter bestehen aus biokompatiblen Polymeren und werden mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt. Sie sind mit drei kleinen Flossen ausgestattet und enthalten eine eingeschlossene Luftblase. Über akustische Felder, ähnlich wie bei Ultraschall, lässt sich die Luftblase zum Schwingen bringen. Das schiebt Wasser weg und katapultiert die Roboter vorwärts.

In Tests setzten die Forscher Schwärme dieser Mikroroboter ein, um Dosen des Medikaments Dexamethason in die Blasen von Mäusen zu transportieren. Das deutet auf mögliche Anwendungen bei Blasenerkrankungen und anderen Leiden hin.

Laut Projektleiter Jin Lee könnten die Mikroroboter eines Tages wie im Sci-Fi-Film “Fantastic Voyage” durch den Blutkreislauf schwirren und gezielt Krankheitsherde behandeln. Dabei könnten sie Medikamente präzise abgeben ohne Operation.

Noch müssen die Roboter für den Einsatz im Menschen weiterentwickelt werden. Unter anderem arbeiten die Forscher daran, sie vollständig biologisch abbaubar zu machen. Im nächsten Schritt sind Tests an weiteren Körperregionen geplant.

Die Mikroroboter sind laut den Entwicklern ein großer Fortschritt auf dem Weg zur Medizin der Zukunft. Durch die Kombination aus 3D-Druck und gezielter Steuerung lässt sich die Wirkstoffabgabe präzise kontrollieren. Damit könnten viele Behandlungen schonender und wirkungsvoller gestaltet werden. Die Wissenschaftler sehen großes Potenzial, mit der Technologie Krankheiten effektiver zu bekämpfen.

Die Forscher beschreiben ihre Arbeit in einem Artikel, der im April in der Zeitschrift Small veröffentlicht wurde. Titel der Arbeit ist “Bubble-Based Microrobots with Rapid Circular Motions for Epithelial Pinning and Drug Delivery“.