Roboter soll nach Schlaganfall Folgeschäden im Gehirn verhindern

Cambridge (U.S.A.). In der Medizin wird schon seit einigen Jahren an Mini-Robotern geforscht, die in den Blutkreislauf und in innere Organen eingesetzt werden sollen, um dort Reparaturen ohne Operation durchführen zu können. Durchgesetzt beim Design dieser Medizinroboter hat sich ein magnetisches, flexibles Material, das sich von außen über Elektromagneten bewegen lässt, ohne diese zu beschädigen oder dort stecken zu bleiben.

Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben im Fachmagazin Science Robotics nun einen neuen Entwicklungsschritt dieser Roboter-Technologie vorgestellt, die sich sogar in den kleinen Blutgefäßen des Gehirns einsetzten lassen soll. Laut den Entwicklern soll der Faden-Roboter zum Beispiel zur Beseitigung von Blutpfropfen in Hirnarterien eingesetzt werden, die dort in Folge eines Schlaganfalls entstehen können.

Im Vergleich zu gewöhnlichen Hirn-Operationen, mit denen Ärzte derzeit versuchen die Folgeschäden eines Schlaganfalls zu begrenzen, sollen die Mini-Roboter eine deutliche schnellere Behandlung ermöglichen.

Nickel-Titan-Legierung mit Formgedächtnis

Der Kern des Mini-Roboters besteht aus Nickel-Titan-Legierung mit einem Formgedächtnis, das den Faden nach Bewegungen selbstständig in seine Ursprungsform zurückbiegen kann. Auf den metallischen Kern haben die Wissenschaftler ein dauerfeuchtes Hydrogel aufgebracht. Die Reibung an der menschlichen Gewebestruktur konnte so um das Zehnfache reduziert werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Operationen mit Endoskopen, die von Ärzten manuell gesteuert werden, minimiert die spezielle Hydrogel-Oberfläche das Verletzungsrisiko deutlich.

0,6 Millimeter Durchmesser

Der Durchmesser des Hydrogel-Faden-Roboters beträgt weniger als 0,6 Millimeter. Dies ist deutlich dünner als bisherige Mini-Roboter, die vor allem für den Einsatz im Herzen entwickelt wurde. Erste Testreihen, in denen der Roboter mit einem Magnetfeld durch ein enges Nadelöhrparcour geführt wurde, verliefen problemlos.

Auch die Fahrt durch ein Silikon-Kapillarnetz mit einer Blutersatzflüssigkeit, das dem Gefäßsystem des menschlichen Gehirns ähnelte, konnte der Roboter ohne Schwierigkeiten durchqueren. Im nächsten Schritt soll der Mini-Roboter nun mit Tierversuchen an Mäusen erprobt werden.

Science Robotics, doi: 10.1126/scirobotics.aax7329