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UT entwirft Spermienähnliche Nanoroboter Anwendungsmöglichkeiten in der Verabreichung von Medikamenten und in der IVF-Behandlung

Wissenschaftler der University of Twente haben Nanoroboter entwickelt, die sich wie Spermien bewegen. Dieses „MagnetoSperm“ weist eine simple Konstruktionsweise auf, mit einem metallischen Kopf und einem flexiblen Schwanz, der etwa sechsmal größer ist als bei einem menschlichen Spermium. Es kann zur Verabreichung von Medikamenten und möglicherweise auch für die In-vitro-Fertilisation verwendet werden.

Sarthak Misra, tätig in der Fachgruppe Robotics and Mechatronics an der University of Twente, publizierte seine Forschungsergebnisse in der Fachzeitschrift Applied Physics Letters. Seinem Team gelang es, den Nanoroboter mithilfe eines magnetischen Feldes zu einem festen Zielpunkt schwimmen zu lassen. Das magnetische Feld, das dazu benutzt wurde, ist nicht stärker als das eines Kühlschrankmagneten.

Kontrollierte Bewegung

„Wir haben einen winzigen, biologisch inspirierten Roboter gebaut, der einem Spermium ähnelt, jedoch vollständig im Labor entstanden ist“, erzählt Misra. „Der magnetische Kopf ist mit einer zweihundert Nanometer dünnen Kobalt-Nickel-Schicht umhüllt, die ihn in einem schwachen oszillierenden magnetischen Feld hin und her schwingen lhnliche sst, sodass eine Schlängelbewegung entsteht.

Misra und seine Gruppe haben nachgewiesen, dass der Nanoroboter sich vorwärts bewegen kann und dass sich seine Bewegung steuern lässt. Mit dem Roboter können Materialien, beispielsweise Medikamente, zielgerichtet verabreicht werden. Auch bei In-vitro-Befruchtungen, bei denen bestimmte Körperareale präzise angesteuert werden müssen, könnte er zur Anwendung kommen. Um das MagnetoSperm noch kleiner und schneller zu machen, führt Misra weitere Experimente durch.

Im folgenden Video bewegen sich die Zellen mit einer Geschwindigkeit von einem Millimeter in zwanzig Sekunden.