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Hakan Ceylan
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Pressemitteilung

3D-Mikrovorrichtung für minimal-invasive Chirurgie

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart haben einen Herstellungsprozess für Mikroroboter entwickelt. Diese könnten zukünftig miminal-invasiv schwer zugängliche Körperteile wie das Gehirn, das Rückenmark oder das Auge erreichen

 

22. Februar 2017

Ein kleiner Roboter, der mühelos mittels Injektion in den menschlichen Körper gelangt, die gesunden Organe meidet und das Ziel – einen  nicht operablen Tumor – findet und direkt behandelt… Klingt dies nicht nach Science-Fiction? Um es Wirklichkeit werden zu lassen, arbeiten immer mehr Forscher an der Vision, wesentliche Bereiche der Medizin und Biotechnologie zu revolutionieren. Das Design und die Herstellung solcher Mikroroboter, sowie auch die Ausstattung mit den entsprechenden Funktionalitäten, stellen jedoch noch große Herausforderungen dar.

Design zum Schaffen bringen

Herkömmliche Methoden ermöglichen nur die Herstellung von relativ einfachen geometrischen Strukturen mit begrenzter Designflexibilität und Funktion. Diese sogenannten „passiven“ Systeme sind auf eine bestimmte Form wie Zylinder oder Kugel beschränkt, und ihre schlichte Struktur erlaubt nur eine eingeschränkte chemische Funktionalität.

<strong>Abbildungen 1 und 2<em><br /></em></strong><strong> 1 - Mikroschwimmer CAD:</strong> Computergestütztes Design eines widerstandsarmen kugelförmigen Mikroschwimmers mit einem programmierten Innenhohlraum<br /><strong>2 - Mikroskopische Darstellung des Mikroschwimmers:</strong> Funktionaler Mikroschwimmer, der sich in 5-prozentiger Wasserstoffperoxid-Lösung bewegt Bild vergrößern
Abbildungen 1 und 2
1 - Mikroschwimmer CAD: Computergestütztes Design eines widerstandsarmen kugelförmigen Mikroschwimmers mit einem programmierten Innenhohlraum
2 - Mikroskopische Darstellung des Mikroschwimmers: Funktionaler Mikroschwimmer, der sich in 5-prozentiger Wasserstoffperoxid-Lösung bewegt [weniger]

Um diese Limitierung zu überwinden, entwickelten Prof. Metin Sitti und seine Mitarbeiter aus der Abteilung „Physische Intelligenz“ am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart vor kurzem einen neuen zweistufigen Ansatz, der die Mikroroboter mit spezifischen Funktionen auszustatten vermag.

Der erste Schritt, die Kreation des Designs, das zur weiteren Ausarbeitung des Mikroschwimmers befähigt ist, – erfolgt mittels Vernetzung von lichtempfindlichen Polymeren. Dieser Schritt basiert auf der sog. 3D-Laserlithographietechnik und ermöglicht die Herstellung von chemisch homogenen Grundstrukturen mit hoher Anpassungsfähigkeit (siehe Abbildung 1).

 
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