Magnetische Mikro- und Nanorobotik

Magnetische Mikro- und Nanorobotik

Mikro- und Nanoroboter eröffnen neue Möglichkeiten für den therapeutischen Einsatz wie z.B. gezielten Transport von Medikamenten direkt an den Ort einer Erkrankung, minimalinvasive Chirurgie z.B. im Auge oder das Entfernen von Blutgerinnseln in kleinsten Blutgefäßen. Es ist schon am Namen zuerkennen, dass sich Mikro- und Nanoroboter vor allem in der Größe unterscheiden. Aber auch in ihrer Anwendung und Herstellungsmethoden gibt es Unterschiede. Während sich Mikroroboter in der Größenordnung von Blutkörperchen (7–8 µm oder größer) befinden und damit besonders für Anwendungen auf Gewebe- und Organebene geeignet sind, bewegen sich Nanoroboter eher im Bereich biologischer Makromoleküle (DNA: 2 nm Durchmesser, Viren: 20–300 nm) und sind somit eher für Anwendungen auf Zell- und Molekülebene geeignet. Ihre Steuerbarkeit wird durch magnetische Beschichtungen oder die Integration magnetischer Nanopartikeln (MNPs) erreicht. Am Fachgebiet entwickeln und charakterisieren wir verschiedene Materialien zur Herstellung von Mikro- und Nanorobotern, die speziell auf medizinische Anwendungen zugeschnitten und damit biokompatibel oder biologisch abbaubar sind. Diese Materialien ermöglichen die kontrollierte Freisetzung von Medikamenten, die beispielsweise durch Temperatur- oder pH-Wert-Veränderungen ausgelöst wird. Zur Demonstration und Erprobung nutzen wir 3D-gedruckte Modelle von Körperstrukturen, beispielsweise Gefäßmodelle, die wir mit modernen Steuerungssystemen kombinieren.