Onderzoekers van de Universiteit Twente en het Radboudumc (HealthTech Nexus) hebben een piepklein, schroefvormig robotje door echt hersenweefsel gestuurd, aangestuurd door alleen een magneet buiten het lichaam. De test vond plaats in schapenhersenen in het lab. Het team ontwikkelde een model dat precies voorspelt wanneer zo’n robot de controle verliest: een stap richting het behandelen van beroertes en tumoren diep in de hersenen, zonder open operatie.
Diepgelegen hersenletsels, bloedstolsels na een beroerte, tumoren en vaatafwijkingen zijn vaak lastig te bereiken zonder de schedel te openen. Het onderzoeksteam ziet een andere route voor zich: een robot die via de bloedbaan naar de juiste plek reist, daar door de vaatwand boort en vervolgens doorboort tot in het hersenweefsel, om het letsel rechtstreeks te bereiken.
Een magneet buiten het lichaam laat het robotje ronddraaien, waardoor het zich als een schroef naar voren boort. Draait de magneet sneller, dan gaat het robotje ook sneller, tot een bepaald punt. Voorbij dat punt, de zogeheten step-outfrequentie, kan het robotje het tempo niet meer bijhouden. Het glipt weg, valt stil, of beweegt onvoorspelbaar. De onderzoekers kunnen dat moment nu voorspellen met een nieuw model.
De onderzoekers bouwden hun model met de Buckingham Pi-theorie, een methode die een complex natuurkundig probleem terugbrengt tot een handvol dimensieloze getallen. Die combineert de afmeting van de robot, de sterkte van de magneet en de stevigheid van het weefsel in één formule. Dat kantelpunt hangt af van hoe stevig het omliggende weefsel is. In zacht weefsel hield het robotje het tempo van de magneet bij tot ongeveer 30 omwentelingen per seconde. In het stevigste weefsel dat is getest, zakte dat naar minder dan één omwenteling per seconde.
Lees het hele bericht op de site van de UTwente.
