Wie ein Mini-Roboter Medikamente ins Gehirn bringen soll

Ein neuer Roboter der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich soll im Innern des Körpers gegen Krankheiten kämpfen. Forscher können das weniger als zwei Millimeter große Gerät durch Blutgefäße steuern - etwa um Medikamente zu verstopften Hirngefäßen zu bringen. An Menschen getestet wurde der Roboter noch nicht. Bei Tests an Schweinen und einem Schaf funktionierte er jedoch, wie die Forschenden am Donnerstagabend im Fachmagazin Science berichteten.

Die medizinische Forschung versucht schon länger, Methoden zu entwickeln, um Medikamente genau dorthin zu bringen, wo sie gebraucht werden, wie die ETH Zürich in einer Mitteilung zur Studie erklärte. So müssen heute bei vielen Erkrankungen, wie zum Beispiel bei Schlaganfällen oder Tumoren, hohe Dosen von Medikamenten verabreicht werden, die sich im gesamten Körper verteilen. Das erhöht unter anderem das Risiko von Nebenwirkungen.

Der neue Roboter soll dieses Problem lösen. Er besteht aus einer kugelförmigen Gelkapsel, in die Medikamente eingebettet werden können. Diese Kapsel haben die Forschenden mit Eisenoxid-Nanopartikeln ausgestattet, die von außen mit Magnetfeldern angesteuert werden können.

Hitze lässt Medikament frei

Die Forschenden kombinierten laut der ETH drei verschiedene magnetische Navigationsstrategien miteinander, mit denen sie den Roboter in allen Regionen der Kopfarterien navigieren können. "Es ist unglaublich, wie viel Blut in welcher Geschwindigkeit durch unsere Gefäße gepumpt wird. Unser Navigationssystem muss das alles aushalten können", wurde der ETH-Forscher und Studienerstautor Fabian Landers in der Mitteilung der Hochschule zitiert.

Am Zielort wird die Kapsel dann durch ein hochfrequentes Magnetfeld erhitzt, wodurch sich die Gelstruktur auflöst und das Medikament freigibt. Damit die Ärztinnen und Ärzte verfolgen können, wie sich die Kapsel bewegt, haben die Forschenden sie zusätzlich mit einem Kontrastmittel ausgestattet. Dafür haben sie in der Medizin häufig verwendete Tantal-Nanopartikel genutzt, die allerdings schwieriger zu steuern sind, weil sie schwerer sind.