Wetenschappers in Zwitserland hebben een robot ontwikkeld ter grootte van een zandkorrel, die met behulp van magneten kan worden bestuurd en medicijnen naar nauwkeurige locaties in het menselijk lichaam kan afleveren. Deze innovatie wordt beschouwd als een belangrijke doorbraak in de medische technologie, met als doel de ernstige bijwerkingen te verminderen die de voortgang van veel medicijnen in klinische proeven belemmeren.
Bradley J. Nelson, auteur van het onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Science en professor in robotica en slimme systemen aan de ETH Zürich, benadrukt dat we nog maar aan het begin staan. Hij voegt daar aan toe: “Ik denk dat chirurgen interesse zullen hebben in deze robot. Ik ben er zeker van dat ze veel ideeën zullen hebben over hoe deze technologie kan worden gebruikt.”
Volgens Nelson kan de magnetisch bestuurde capsule ook nuttig zijn bij de behandeling van aneurysma’s, gevaarlijke hersentumoren en abnormale verbindingen tussen slagaders en aders, die bekend staan als arterioveneuze malformaties.
De capsules zijn met succes getest op varkens, die bloedvaten hebben die vergelijkbaar zijn met die van mensen, evenals op siliconenmodellen van menselijke en dierlijke bloedvaten, die worden gebruikt voor medische training.
Nelson merkt op dat het mogelijk 3 tot 5 jaar kan duren voordat deze micro-robotten voor medicijnafgifte klaar zijn voor klinische proeven. Een van de grootste uitdagingen voor veel in ontwikkeling zijnde medicijnen is dat ze zich door het hele lichaam verspreiden in plaats van zich uitsluitend op de beoogde locatie te richten. Wanneer we bijvoorbeeld aspirine innemen om hoofdpijn te behandelen, wordt het in het bloed opgenomen en verspreidt het zich door het hele lichaam.
Een van de belangrijkste oorzaken van bijwerkingen bij patiënten is dat medicijnen in delen van het lichaam terechtkomen waar ze niet nodig zijn. Met de nieuwe capsule kunnen chirurgen deze echter nauwkeurig naar specifieke locaties sturen, gebruikmakend van een apparaat dat niet veel verschilt van een PlayStation-controller. Het gestuurde systeem omvat zes elektromagnetische spoelen rondom de patiënt, met een diameter van ongeveer 20 tot 25 centimeter.
De spoelen creëren een magnetisch veld dat kan worden gebruikt om de capsule in een bepaalde richting te duwen of terug te trekken. “Door deze velden te combineren en afzonderlijk te beheersen, kun je de precisiebeweging creëren die je wilt door de bloedvaten of het ruggenmergvloeistof,” aldus Nelson.
Het magnetische veld is sterk genoeg om de capsule zelfs tegen de stroom van het bloed in te verplaatsen. De capsules zijn gemaakt van veilige materialen die in andere medische instrumenten worden gebruikt, zoals tantalum, een zilverachtig metaal dat wordt gebruikt voor contrast zodat artsen de capsule op röntgenfoto’s kunnen zien, en kleine deeltjes van ijzer en zuurstof met magnetische eigenschappen.
Hoewel de capsule snel in het lichaam kan bewegen, kunnen artsen de route volgen via x-ray beelden. Nelson verklaart dat wanneer de capsule zijn bestemming in het lichaam bereikt, “we de capsule kunnen aanzetten om op te lossen.”
De studie, gepubliceerd in Science, heeft veel enthousiasme gewekt in het veld van robotica. Hava Shouset, professor in robotica en biomedische engineering aan Carnegie Mellon University, merkte op: “Ik probeer niet te overdrijven, maar dit werk – in termen van het vermogen om hoge precisie zorg te bieden – is het meest opwindende van al het onderzoek dat ik heb gezien.”
