Entwicklung winziger lebender Roboter zur Verabreichung von Medikamenten in den Körper

Aus menschlichen Lungenzellen haben amerikanische Wissenschaftler AggreBots entwickelt – winzige biologische Roboter, die sich präzise bewegen können und medizinische Anwendungen von der Arzneimittelverabreichung bis zur Gewebereparatur eröffnen.

AggreBots sind mikroskopisch klein und können sich künftig in der komplexen Umgebung des Körpers bewegen – Foto: phys.org

Die in der Zeitschrift Science Advances veröffentlichte Forschungsarbeit markiert einen Wendepunkt auf dem Gebiet der biohybriden Robotik.

Diese Roboter heißen AggreBots, winzige Ansammlungen biologischen Gewebes, die sich zu verschiedenen Formen zusammenfügen und anordnen können, wodurch eine präzise Kontrolle ihrer Bewegungen möglich ist.

Dies gilt als wichtiger Fortschritt auf dem Gebiet der Biobots, einer Art mikroskopischer Roboter aus biologischem Material, die sich selbstständig bewegen und programmierte Verhaltensweisen ausführen können.

Biologisch abbaubare, biokompatible Roboter

Forscher nutzten bereits Muskelfasern, die sich wie natürliche Muskeln zusammenziehen und ausdehnen, um Biobots anzutreiben. Das Team um Professor Xi (Charlie) Ren konzentrierte sich jedoch auf einen anderen Mechanismus: Zilien, winzige, filamentöse Strukturen, die sich bewegen, um Flüssigkeit zu verdrängen. Sie kommen in der menschlichen Lunge vor und helfen dabei, Schmutz und Bakterien auszustoßen.

Durch die Kombination von aus Lungenstammzellen gezüchteten Gewebeclustern, von denen einige Mutationen enthielten, die einige Bereiche der Flagellen unbeweglich machten, konnten Wissenschaftler Biobots mit präzisen „Motorkarten“ erstellen.

Dies ist vergleichbar mit dem Einstellen der Ruder auf einem Boot: Entfernen oder Ändern der Position der Ruder, um die Bewegung in die gewünschte Richtung zu lenken.

Das Besondere an AggreBots ist die Fähigkeit, flexibel zwischen begeißeltem und inaktivem Gewebe zu wechseln. Dadurch können Forscher Robotermodelle mit spezifischen Bewegungsmustern erstellen.

Laut Associate Professor Victoria Webster-Wood bringt diese Methode nicht nur „eine völlig neue Dimension des Designs“, sondern stellt auch sicher, dass die Roboter zu 100 % aus biologischen Materialien bestehen. Das bedeutet, dass sie biologisch abbaubar und biokompatibel sind, was das Risiko einer Verwendung im menschlichen Körper verringert.

Forschungs- und medizinisches Potenzial

Die AggreBots eröffnen zahlreiche wichtige Anwendungsmöglichkeiten. Sie könnten zu Forschungsinstrumenten im Bereich der Flagellenpathologien wie der primären Ziliardyskinesie und der Mukoviszidose werden.

Insbesondere die Herstellung aus patienteneigenen Zellen bietet auch die Möglichkeit, personalisierte Therapien zu entwickeln, die Robotern helfen, Medikamente an die richtige Stelle zu bringen, ohne Abstoßungsreaktionen hervorzurufen.

Außerordentlicher Professor Xi Ren betonte: „In einer komplexen Umgebung wie dem menschlichen Körper ist die Fähigkeit, sich präzise zu bewegen, ein Schlüsselfaktor. Diese Bioroboter helfen uns nicht nur, die Auswirkungen der Umwelt auf die Gesundheit besser zu verstehen, sondern können auch zu einem Mittel für den direkten Transport von Medikamenten im Körper werden.“

Mit ihrer Kombination aus modularem Design, biologisch abbaubaren Materialien und flexiblen Motorsteuerungsmöglichkeiten haben AggreBots das Potenzial, zu unverzichtbaren Werkzeugen in der modernen Medizin zu werden.

In Zukunft könnten diese winzigen lebenden Roboter im Körper anspruchsvolle Aufgaben übernehmen, von der Medikamentenzufuhr zu erkrankten Zellen bis hin zur Reparatur geschädigten Gewebes, und so eine neue Ära der Präzisions- und personalisierten Medizin einleiten.

Zurück zum Thema

MINH HAI

Quelle: https://tuoitre.vn/tao-ra-robot-song-sieu-nho-giup-dua-thuoc-vao-co-the-20250927215029134.htm