Forschung

Licht bringt Miniroboter zur Wunde

Die präzise Gabe von Medikamenten wird immer häufiger von Ärzten versucht. Ob bei Augenkrankheiten oder Wunden im Magen, die gesteuerte Abgabe der Wirkstoffe reduziert die Risiken und hilft oft, den Wirkungsgrad zu erhöhen. Japanische Wissenschaftler haben nun einen Roboter entwickelt, der sich mit Licht kontrollieren lässt.

Blaues Licht löst bei dem Roboter Bewegungen aus, im Wasser dem Schwimmen ähneln. (Foto: Hokkaido University)

Blaues Licht löst bei dem Roboter Bewegungen aus, im Wasser dem Schwimmen ähneln. (Foto: Hokkaido University)

Nanoroboter erfreuen sich auch in der Medizin immer größerer Beliebtheit. Die Vorteile liegen auf der Hand: Sie können Wirkstoffe an entlegene Regionen des Körpers transportieren und diese nach Vorgabe in regelmäßigen Dosen verabreichen. Wissenschaftler der Hokkaido University haben nun einen Nanoroboter vorgestellt, der aus organischen Verbindungen besteht: aus Ölsäure und Azobenzol.

Der Roboter besticht durch seinen kristallinen Aufbau. Unter dem Mikroskop stellten die Forscher fest, dass blaues Licht bei den Kristallen oszillierende Bewegungen auslöste. Liegt der Roboter in einer Flüssigkeit und wird mit blauen Licht bestrahlt, bewegt er sich fort, als würde er schwimmen. Je nach Intensität des Lichts lässt sich auch die Bewegung beschleunigen.

„Die Fähigkeit, selbst rhythmische Bewegungen hervorzurufen, wie zum Beispiel die sich wiederholende wendige Bewegung, ist eine Grundeigenschaft von Lebewesen“, sagt Yoshiyuki Kageyama. „Dieser Mechanismus kann zukünftig verwendet werden, um von der Natur inspirierte Motoren und Roboter zu entwickeln, die in vielen Bereichen, einschließlich der Medizin, zur Anwendung kommen können.“

Wie wichtig die Nanotechnologie für die Medizin ist, zeigen auch Arbeiten von Wissenschaftlern der University of Queensland und der Fraunhofer-Einrichtung für Modulare Festkörper-Technologien (EMFT) in München. Letztere haben ebenfalls Nano-Partikel entwickelt, die sich vielseitig einsetzen lassen. Bei den Nano-Sensoren handelt es sich um künstlich hergestellte Partikel aus organischen und anorganischen Stoffen, in die fluoreszierende Indikatorfarbstoffe eingebaut sind. Je nach Bauweise können sie unterschiedliche Ionen und Gase aufspüren und dabei ihre Farbe verändern.

Um ein neues Medikament beispielsweise zur Chemotherapie zu testen, werden Nano-Sensoren in die lebenden Krebszellen eingeschleust. Die Nano-Partikel selbst haben dabei keine Auswirkungen auf die Zellgesundheit. Anschließend werden die Zellen mit dem Arzneimittel behandelt und ihre Vitalität gemessen. Schlägt das Medikament an, werden die Tumorzellen geschädigt und ihr Stoffwechsel eingeschränkt. Die Zellen produzieren weniger ATP und die Nano-Sensoren leuchten weniger stark.

Wissenschaftler der University of Queensland hingegen arbeiten an einem Nanopflaster. Dieses soll ohne Nadel den Impfstoff in den Körper transportieren können. Das Pflaster besitzt tausende, winzige Silikon-Projektile. Und jedes dieser Projektile enthält winzige Mengen des Impfstoffes und bringt diese nach dem Aufkleben unter die Haut. Ist das Pflaster aufgeklebt, kann es bereits nach zwei Minuten wieder entfernt werden.

Kommentare

Schreibe den ersten Kommentar für diesen Artikel.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind markiert *