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Wie stehen Seesternlarven im Dienste der Medizin?

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Foto: © Cornel Dillinger/ETH Zürich

Forschende der ETH Zürich haben das Bauprinzip von Seesternlarven imitiert und einen Mikroroboter mit winzigen Haaren überzogen - für die Medizin.

(Text: Jenny Niederstadt)

Seesternlarven sind nur wenige Millimeter groß und bewegen sich mithilfe von mikroskopisch kleinen Härchen fort: In Reihen angeordnet schwingen diese sogenannten Cilien koordiniert im Meerwasser hin und her. Die so erzeugten Wirbel nutzen die Tiere zur Fortbewegung oder zum Ansaugen von Nahrung. 

An der ETH Zürich imitierte ein Team um den Robotik-Professor Daniel Ahmed nun das Bauprinzip der Meeresbewohner: Die Forschenden überzogen einen nur 0,25 Millimeter großen Mikroroboter mit winzigen Haaren. Diese können sie mithilfe von Ultraschall zum Schwingen bringen – pro Sekunde schlagen die kleinen Härchen 10 000-mal hin und her. Nach dem Vorbild der Larven gelang es dem Team so, sowohl Schwimm- als auch Saugbewegungen zu erzeugen. Die kleine Maschine lässt sich dadurch nicht nur steuern, sondern sie ist auch in der Lage, Partikel aufzunehmen und gezielt wieder abzugeben.

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Forschende sehen großes Potenzial in Seesternlarven

Ahmed sieht deshalb großes Potenzial in den kleinen Schwimmern, vor allem in der Medizin. Denn im Körper eingesetzt könnten die Roboter Wirkstoffe direkt an erkrankten Zellen freisetzen. Vielversprechend sei zum Beispiel der Einsatz bei Magentumoren, so der Experte. Denn wenn konventionelle Präparate die erkrankten Zellen erreichen, funktioniert das bislang nur in aufgelöster Form. Der für die Steuerung der Mikroroboter benötigte Ultraschall sei zudem eine vergleichsweise günstige Technologie, deshalb könnten sich voraussichtlich auch Kliniken in Entwicklungsländern derartige Therapien leisten.

Bevor die Schwimmer allerdings zum Einsatz kommen können, muss die Bildgebung verbessert werden: Die Bewegungen der Miniatur-Apparate verfolgen Medizinerinnen ebenfalls über Ultraschall. Noch liefern diese Übertragungen aber in Echtzeit zu unscharfe Bilder. Der kleine Transporter wäre darauf nicht zu erkennen. Deshalb will Ahmeds Team nun geeignete Kontrastmittel für den Roboter entwickeln. Damit wäre er künftig sichtbar – und bei seinem therapeutischen Einsatz im Körper zielgenau zu steuern.

Der Artikel ist in der Ausgabe 05/2022 von P.M. Schneller Schlau erschienen.

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