Mikroroboter unterwegs im Auge

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ETH Eidgenössische Technische Hochschule Zürich

Dazu arbeiteten die ETH-Wissenschaftler eng zusammen mit Ophthalmologen des Tierspitals Zürich, besonders Professor Bernhard Spiess und Dr. Simon Pot. In einem experimentellen Versuchsaufbau nahmen sie unter dem Mikroskop hauptsächlich Punktionen an Venen von Hühnerembryonen vor, da diesen den Venen im menschlichen Auge sehr ähnlich sind. Es zeigte sich, dass die Punktion sehr kleine, scharfe Mikronadeln erforderte sowie ein ausgeklügeltes magnetisches System.

Kontrollierte Medikamentenabgabe mit intelligenten Polymeren

Bald tauchte die Idee auf, Medikamente in mehreren Schichten – sogenannten Multilayers – aufzubringen. Um den Roboter mit mehr Proteinen oder Wirksubstanzen zu bepacken, betteten die Forscher die Multilayer in verschiedene Basismatrizen ein, wie Hydrogels, Agarose-Gels, Stärke-Mikroverkapselungen und Liposomen. Diese Materialien eignen sich bestens, um Wirkstoffmoleküle im Sinne einer äußeren Beschichtung zu umkapseln.

Wie Versuche zeigen, ist eine kontrollierte Medikamentenabgabe besonders ideal mit intelligenten Polymeren, die auf Anreize wie magnetische Felder, Ultraschall, Temperatur oder pH-Wert reagieren. Diese Werkstoffe erlauben zudem eine präzise Feinabstimmung der diffundierten Medikamente.

Roboter kann langfristig im Auge bleiben

„Der vorgeschlagene Abgabemechanismus ermöglicht eine leichte Wirkstoffdiffusion ohne Einsatz einer Mikropumpe sowie eine effiziente Therapie mit kleinsten Mengen von t-PA über längere Zeiträume“, zieht Bradley J. Nelson positive Bilanz. „Die nicht invasive Methode belastet den Patienten nicht, der Roboter kann auch längerfristig im Auge verbleiben, selbst in einem ambulanten Umfeld.“

Neueste in vivo Bewegungsstudien belegen, dass sich die Mikroroboter nicht nur im Laborumfeld, sondern auch im Auge bewegen und kontrollieren lassen. Die technische Machbarkeit haben die ETH-Forscher erwiesen, nun gilt es, die erarbeiteten Resultate auf ihre klinische Effizienz zu prüfen.

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CH-8092 Zürich

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