Wetenschappers hebben miniatuur magnetische zwemapparaten gemaakt - die het uiterlijk van zaadcellen nabootsen - die een revolutie teweeg kunnen brengen in de behandeling van ziekten door medicijnen naar specifieke delen van het lichaam te zwemmen.

de apparaten, die slechts één millimeter lang zijn, bestaan ​​uit een magnetische kop en een flexibele staart waarmee ze naar een specifieke locatie kunnen 'zwemmen' wanneer ze worden geactiveerd door een magnetisch veld.

Onderzoekers van de Universiteit van Exeter, die de apparaten en het magnetische controlemechanisme ontwierp, hebben ook een wiskundig model gemaakt waarmee ze hun gedrag in verschillende omgevingen kunnen voorspellen, zoals microfluïdische kanalen of complexe vloeistoffen.

De onderzoekers zijn van mening dat de apparaten kunnen worden gebruikt om medicijnen af ​​​​te leveren aan specifieke delen van het lichaam, en zo drastisch de behandelingstijd en het succes verbeteren.

Ze geloven ook dat de apparaten een revolutie teweeg kunnen brengen in het bredere veld van microfluïdica, die zich richt op het verplaatsen van vloeistoffen door extreem smalle kanalen.

Hun onderzoek is momenteel gericht op het implementeren van microscopisch kleine prototypen en de onderzoekers hebben al met succes zwemmers gedemonstreerd die vergelijkbaar zijn met de grootte van rode bloedcellen.

Het onderzoek is gepubliceerd in de Fysica van vloeistoffen logboek.

Professor Feodor Ogrin, hoofdonderzoeker aan de Universiteit van Exeter zei:"De ontwikkeling van deze technologie zou de manier waarop we medicijnen gebruiken radicaal kunnen veranderen. De zwemmers zouden ooit kunnen worden gebruikt om medicijnen naar de juiste delen van het lichaam te sturen door door bloedvaten te zwemmen.

"We voorzien ook microscopische versies van het apparaat die worden gebruikt op 'lab-on-a-chip'-technologie, waar complexe procedures die normaal in een laboratorium worden uitgevoerd, zoals het diagnosticeren van ziekten, worden uitgevoerd op een eenvoudige chip. Dit zou de tijd die nodig is voordat behandelingen kunnen worden uitgevoerd drastisch verkorten, mogelijk levens redden."

Soortgelijke apparaten zijn eerder gemaakt met behulp van complexere en duurdere technieken. Dit is de eerste zwemmer die op industriële schaal gemaakt kan worden, daarmee een weg vrijmakend voor het maken van goedkope en wegwerpbare microfluïdische chips.

Professor Ogrin voegde toe:"In de toekomst zullen het diagnosticeren van veel ziekten voordat u een behandeling krijgt, kan zo simpel zijn als het aanbrengen van een druppel bloed op een chip in de spreekkamer. Dit is vooral handig voor ziekten zoals sepsis, waar de symptomen vorderen van mild tot levensbedreigend voordat dergelijke tests kunnen worden uitgevoerd".

Door de lengte van de staart en de sterkte van het toegepaste magnetische veld aan te passen, konden de onderzoekers de optimale lengte voor snelheid vinden, en bestuurbaarheid - waardoor ze het apparaat kunnen laten bewegen in de richting van, of loodrecht op het magnetische veld.

Microfluidics vertrouwt heel vaak op het gebruik van hogedrukpompen om vloeistoffen te verplaatsen, omdat ze extreem stroperig worden in zulke kleine kanalen. De onderzoekers tonen aan dat het zwemapparaat eenvoudig kan worden aangepast om als pomp te fungeren, roerder of een klep in dergelijke technologie. Dit kan een revolutie teweegbrengen in het veld, een eenvoudige en efficiënte manier bieden om vloeistoffen op microschaal te manipuleren.