Magnetisch bestuurde millirobots navigeren door slagaders

29 december 2023
Millirobot-UT-Radboudumc
Innovatie
Nieuws

De geslaagde test, waarbij de schroefvormige robotjes met behulp van een draaiende magneet die zelf ook robotgestuurd werd, toont aan dat het dus mogelijk is om hele kleine robotjes door bloedvaten te navigeren. De onderzoekers willen deze technologie nu verder ontwikkelen zodat de millirobots ingezet kunnen worden voor de verwijdering van bloedproppen. Hiervoor hebben zij een subsidie van Health Holland ontvangen.

Millirobots versus bloedproppen

Het moge duidelijk zijn dat de toepassing van micro-robottechnologie binnen de gezondheidszorg van een grote meerwaarde kan zijn. Bloedstolsels of -proppen kunnen zich op plekken bevinden die voor een chirurg moeilijk bereikbaar zijn, ook met de moderne flexibele instrumenten die daarvoor beschikbaar zijn. Voor een minuscule robot die door de aderen kan 'reizen' zijn die plekken daarentegen wel goed te bereiken.

Het Radbloudumc gaat de komende periode, samen met het Israëlische Triticum Medical, werken aan de doorontwikkeling van de millirobots. Uiteindelijk moeten ze in staat zijn om draadloos bloedstolsels te verwijderen. Ook zoekt het consortium manieren om deze technologie te exploiteren en zo de gezamenlijke groei in medische robotica en technische geneeskunde te versterken.

3D-geprint, magnetisch bestuurd

De millirobots die voor deze test gebruikt werden, kwamen zelf uit de 3D-printer en waren uitgerust met een miniscule permanente magneet voor de besturing. "Deze kleine magneet van slechts een millimeter lang en een millimeter in diameter plaatsten we zo dat hij de 'schroef' in beide richtingen kan draaien. Dit maakt het mogelijk om tegen de stroom in te zwemmen en vervolgens om te draaien en terug te zwemmen", vertelt onderzoeker Islam Khalil.

De microrobots hebben de vorm van een schroef. Die vorm zorgt zowel voor de voortstuwing als dat het de robot geschikt maakt om door bloedstolsels heen te boren. In deze video laat Khalil zien hoe de millirobots bestuurd werden voor de geslaagde test.

"Deze millirobots hebben een enorme potentie in de vaatchirurgie. Momenteel gebruiken we bloedverdunners en flexibele instrumenten, maar een millirobot kan naar moeilijk bereikbare slagaders zwemmen. Daarvoor zijn slechts minimale incisies nodig om ze in te brengen", aldus Michiel Warle, vaatchirurg in het Radboudumc.

Robots in de gezondheidszorg

De intrede van robots in de gezondheidszorg starte vele jaren geleden onder andere met de komst van chirurgische robots, waarvan de meerwaarde intussen al meer dan eens aangetoond is. Enkele jaren geleden werden de eerste sociale robots voor de ouderen- en gehandicaptenzorg geïntroduceerd. De volgende stap, het ontwikkelen van minirobots, die taken kunnen uitvoeren op plekken die voor een arts of chirurg onbereikbaar zijn, of waarvoor invasieve ingrepen nodig zijn, is ook al gezet. Er wordt zelfs al gewerkt aan minirobots die kunnen samenwerken. Iets dat nog niet zo heel lang geleden nog als toekomstmuziek gezien werd.

Een mooi voorbeeld is uiteraard de geslaagde millirobot test van de Universeit Twente en het Radboudumc. Daarnaast wordt ook al gewerkt aan de ontwikkeling van microrobots die ingezet kunnen worden voor het afleveren van medicijnen op plaatsen in het lichaam waar anders, bijvoorbeeld door bestraling of medicatie, veel nevenschade kan ontstaan. In die gevallen is het van groot belang dat medicatie uiterst precies en exact op de kuste plek haar werk kan doen. Een prima taak voor een microrobot.

Dat laatste is ook een van de mogelijke extra toepassingen die de onderzoekers van de UT en het Radboudumc voor de millirobots in gedachten hebben. "De robots kunnen medicijnen afleveren op zeer specifieke plaatsen in het lichaam waar het medicijn het meest nodig is. Op die manier hebben we minimale bijwerkingen in de rest van het lichaam", aldus Khalil.

Door innovation partner