Winzige Roboter, große Wirkung: Revolutionierung der Fruchtbarkeitsbehandlung mit magnetischen Mikrorobotern

Schätzungsweise 186 Millionen Menschen weltweit sind von Unfruchtbarkeit betroffen, wobei Eileiterblockaden in 11% bis 67% der Fälle von weiblicher Unfruchtbarkeit eine Rolle spielen. In AIP Advances von AIP Publishing haben Forscher des SIAT Magnetic Soft Microrobots Lab eine innovative Lösung entwickelt, bei der eine magnetisch angetriebene robotergestützte Mikroschraube zur Behandlung von Eileiterobstruktionen eingesetzt wird.

„Diese neue Technologie bietet eine potenziell weniger invasive Alternative zu den herkömmlichen chirurgischen Methoden, die derzeit zur Beseitigung von Eileiterobstruktionen eingesetzt werden und bei denen häufig herkömmliche Katheter und Führungsdrähte zum Einsatz kommen“, so der Autor Haifeng Xu.

Magnetisch angetriebene robotische Mikroschrauben bieten eine neue Lösung für Eileiterblockaden

Der Mikroroboter besteht aus einem nichtmagnetischen, lichtempfindlichen Harz, das mit einer dünnen Eisenschicht überzogen ist, um ihm magnetische Eigenschaften zu verleihen. Durch Anlegen eines externen Magnetfeldes dreht sich der Roboter und erzeugt eine Translationsbewegung, die es ihm ermöglicht, durch einen Glaskanal zu navigieren, der einen Eileiter simuliert. Der Roboter beseitigt erfolgreich eine Zellhaufen-Verstopfung, die im Kanal platziert wurde und eine typische Blockade im weiblichen Fortpflanzungssystem nachahmt. Diese magnetische Steuerung ermöglicht eine präzise Navigation durch die empfindlichen und engen Strukturen des Eileiters. Das Design des Mikroroboters ist eine weitere wichtige Innovation. Er hat einen schraubenförmigen Körper mit einer spiralförmigen Struktur, ein zylindrisches Zentralrohr und einen scheibenförmigen Schwanz.

Die helixförmige Struktur ist für den Vortrieb von entscheidender Bedeutung, während der scheibenförmige Schwanz dazu beiträgt, die Bewegung des Roboters zu stabilisieren. Wenn sich die Schraube dreht, erzeugt sie ein Wirbelfeld, das dabei hilft, fragmentierte Trümmer in Richtung des Schwanzes zu schieben und die Blockade effektiver zu beseitigen. In Tests hat der Mikroroboter sowohl Effektivität als auch Effizienz bei der Beseitigung der simulierten Blockade bewiesen, wobei der durch die rotierende Schraube erzeugte Wirbel Trümmer vom Hindernis wegbefördert.

Mit Blick auf die Zukunft plant das Forschungsteam, den Mikroroboter kleiner und fortschrittlicher zu machen. Außerdem soll der Roboter an isolierten Organmodellen getestet und mit In-vivo-Bildgebungssystemen ausgestattet werden, um die Bewegung und Position des Mikroroboters in Echtzeit zu verfolgen. Das Team plant außerdem, die Einsatzmöglichkeiten des Roboters in der Chirurgie zu erweitern, einschließlich automatischer Steuerungssysteme, die die Effizienz der Blockadebeseitigung und anderer medizinischer Verfahren verbessern könnten. Das letztendliche Ziel besteht darin, eine effektivere, minimalinvasive Lösung für Patienten mit Unfruchtbarkeit zu bieten.