Onderzoekers van University of Essex werken aan een technologie die de manier waarop kanker wordt behandeld ingrijpend kan veranderen. In het Robotics for Under Millimetre Innovation (RUMI) Lab ontwikkelden zij een nieuw magnetisch systeem waarmee minuscule microrobots nauwkeurig door het menselijk lichaam kunnen worden gestuurd.
Deze technologie, de Tuneable Magnetic End Effector (TME), maakt het mogelijk om magnetische velden flexibel te vormen en te richten. Daarmee ontstaat een basis voor uiterst gerichte, minimaal invasieve behandelingen waarbij ingrepen plaatsvinden op microschaal, met potentieel minder schade aan gezond weefsel.
Gerichte therapie, minder bijwerkingen
Een van de meest veelbelovende toepassingen van de technologie ligt in de oncologie. Microrobots zouden in de toekomst medicijnen direct naar moeilijk bereikbare tumoren kunnen transporteren. Hierdoor kan de effectiviteit van behandelingen toenemen, terwijl bijwerkingen van bijvoorbeeld chemotherapie worden beperkt.
Volgens Ali Hoshiar biedt magnetische microrobotica een nieuwe route naar precisiegeneeskunde. “Ons systeem maakt het mogelijk om kleine magnetische instrumenten met grote flexibiliteit te besturen. Dat opent de deur naar gerichte therapieën en nieuwe vormen van minimaal invasieve interventies,” aldus Hoshiar.
De technologie kan niet alleen individuele microrobots aansturen, maar ook groepen van magnetische deeltjes of zachte robotstructuren. Dit biedt mogelijkheden voor uiteenlopende medische toepassingen, van medicijnafgifte tot microchirurgie.
Innovatieve magnetische besturing
Het TME-systeem onderscheidt zich door de manier waarop magnetische velden worden gegenereerd en gecontroleerd. In tegenstelling tot veel bestaande systemen, die continu elektrische energie nodig hebben, maakt TME gebruik van permanente magneten die fysiek worden verplaatst om het veld te veranderen. Dit maakt het systeem compacter, energiezuiniger en beter geschikt voor medische toepassingen.
De technologie is uitgebreid getest, zowel in simulaties als in praktijkexperimenten. Onderzoekers slaagden erin om kleine magnetische objecten door complexe trajecten te navigeren, zachte robotstructuren te vormen en zelfs zwermen van microdeeltjes gelijktijdig te sturen.
Door twee TME-systemen te combineren, konden verschillende magnetische zones binnen één ruimte worden gecreëerd. Dit verhoogt de flexibiliteit en maakt het mogelijk om meerdere processen tegelijkertijd te controleren, een belangrijke stap richting klinische toepasbaarheid. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Nature Communications Engineering.
Minimaal invasieve zorg
De combinatie van microrobotica, robotarmen en AI-gestuurde controlemodellen maakt het mogelijk om in de toekomst draadloos aangestuurde medische instrumenten in het lichaam te gebruiken. Dit kan leiden tot nieuwe vormen van chirurgie waarbij grote incisies niet langer nodig zijn.
De onderzoekers werken momenteel aan verdere ontwikkeling en validatie van het systeem in realistischere medische omgevingen. Het uiteindelijke doel is om microrobots veilig en effectief in te zetten binnen de klinische praktijk. Met deze technologie komt een toekomst dichterbij waarin behandelingen steeds gerichter, minder invasief en beter afgestemd zijn op de individuele patiënt.
Magnetische innovaties
Vorig jaar is bij het Erasmus MC een magneetnavigatie-apparaat geïntroduceerd. Daarmee kunnen katheters eenvoudiger en heel precies door het lichaam van een patiënt worden gestuurd. Dat gebeurt met behulp van wtee grote, beweegbare magneten. Die staan tegenover elkaar aan de behandeltafel waarop de patiënt ligt. Vervolgens ontstaat er tussen de magneten een magnetisch veld dat op afstand bestuurbaar is. Door het veld te draaien in elke gewenste richting, kunnen artsen katheters heel nauwkeurig door de bloedvaten van de patiënt sturen.
In een ander onderzoek werd in 2025 een microrobot ontwikkeld die medicijnen uiterst gericht door het lichaam kan transporteren. Deze technologie maakt het mogelijk om behandelingen direct toe te passen op specifieke locaties, zoals bloedstolsels in de hersenen of tumoren, en vermindert daarmee de noodzaak voor hoge medicatiedoses en het risico op bijwerkingen.
De robot bestaat uit een microscopisch kleine gelcapsule met ijzeroxide-nanodeeltjes, waardoor hij via magnetische velden kan worden aangestuurd. Voor realtime beeldvorming zijn tantaal-nanodeeltjes toegevoegd, zodat de beweging door bloedvaten nauwkeurig gevolgd kan worden.
