Een zwerm minuscule, biologisch afbreekbare microrobots van metaal zou in de toekomst een revolutie kunnen betekenen voor medicijnafgifte en het nemen van biopten, blijkt uit nieuw onderzoek. De technologie maakt het mogelijk om duizenden microscopisch kleine robots in een capsule te verpakken die eenvoudig kan worden doorgeslikt. Eenmaal in het lichaam bewegen de robots naar hun bestemming, waar ze van vorm veranderen en specifieke taken uitvoeren, zoals het verzamelen van weefselmonsters of het toedienen van medicatie.
Volgens de onderzoekers, die hun bevindingen presenteerden tijdens de Digestive Disease Week 2026 (DDW26), zou deze aanpak op termijn een minder belastend alternatief kunnen bieden voor traditionele endoscopische procedures, die vaak invasief en ongemakkelijk zijn voor patiënten.
Sterk én veilig
De microrobots zijn ontwikkeld door onderzoekers van de Johns Hopkins University School of Medicine en onderscheiden zich doordat ze volledig uit metaal bestaan én biologisch afbreekbaar zijn. Waar eerdere microrobots vaak werden gemaakt van polymeren of hydrogels, combineren deze metalen varianten stevigheid met veiligheid. Dat betekent dat ze sterk genoeg zijn om door weefsel heen te bewegen en kleine ingrepen uit te voeren, zonder dat ze achteraf uit het lichaam verwijderd hoeven te worden.
De onderzoekers ontwikkelden een innovatieve productiemethode zonder vloeistoffen, waarmee uiterst kleine hoeveelheden wateroplosbare metalen en metaaloxiden worden gebruikt. Deze materialen zorgen ervoor dat de robots na verloop van tijd vanzelf afbreken.
Een belangrijk voordeel is dat de afbraaksnelheid nauwkeurig kan worden gestuurd. Afhankelijk van de toepassing kan dit variëren van enkele minuten tot meerdere maanden. Hierdoor kunnen de microrobots zowel voor snelle interventies als voor langdurige behandelingen worden ingezet.
Medicijnafgifte en diagnostiek
De technologie biedt interessante perspectieven voor zowel diagnostiek als behandeling. Zo kunnen de microrobots zich transformeren tot kleine grijpers om biopten te nemen op moeilijk bereikbare plekken in het lichaam.
Daarnaast kunnen ze functioneren als micro-injectoren die medicijnen direct op de juiste locatie afgeven. Dit is vooral relevant voor biologische geneesmiddelen, zoals TNF-remmers of GLP-1-medicatie, die momenteel vaak via injecties of infusen worden toegediend.
Door medicijnen lokaal toe te dienen, kan de opname in het lichaam verbeteren en kunnen bijwerkingen mogelijk worden verminderd. Bovendien zou deze aanpak het aantal ziekenhuisbezoeken en injectiemomenten voor patiënten aanzienlijk kunnen terugdringen.
De onderzoekers testten de microrobots in muizen en toonden aan dat de apparaten in staat zijn om de darmwand te penetreren en medicijnen onder de slijmvlieslaag af te geven, zonder schade aan het weefsel te veroorzaken.
Nog stappen te zetten
Hoewel de resultaten veelbelovend zijn, benadrukken de onderzoekers dat verdere ontwikkeling en validatie nodig zijn voordat de technologie bij mensen kan worden toegepast.
De eerste dierproeven laten zien dat de microrobots gecontroleerd kunnen bewegen, van vorm kunnen veranderen en veilig functioneren binnen biologische systemen. Toch moeten onder meer de langetermijneffecten, veiligheid en effectiviteit in complexe klinische situaties nog uitgebreid worden onderzocht.
De onderzoekers zien de ontwikkeling als een belangrijke stap richting het realiseren van het volledige potentieel van medische microrobots. Door sterkte en biologische afbreekbaarheid te combineren, lijkt een belangrijke barrière te zijn doorbroken.
Als de technologie zich verder ontwikkelt, kan dit leiden tot minder invasieve behandelingen, meer gepersonaliseerde zorg en een efficiënter gebruik van medische middelen. Daarmee sluiten deze innovaties naadloos aan bij de bredere beweging richting precisiegeneeskunde en patiëntgerichte zorg.
Mini medicatierobots
Vorig jaar berichtten wij al eens over een innovatieve microrobot die medicijnen met grote precisie naar specifieke plekken in het lichaam kan brengen. Deze technologie werd toen gezien als een mogelijke belangrijke doorbraak voor de behandeling van onder meer beroertes, tumoren en infecties, doordat medicatie lokaal wordt toegediend in plaats van door het hele lichaam te circuleren.
De microrobot, ontwikkeld door ETH Zürich, bestaat uit een minuscuul bolletje van oplosbare gel met magnetische ijzeroxide-nanodeeltjes, waardoor hij op afstand bestuurbaar is via elektromagnetische velden. Dankzij toevoeging van tantaal is de robot ook realtime zichtbaar via röntgenbeeldvorming. Met een geavanceerd navigatiesysteem kan de robot zich door smalle bloedvaten bewegen, zelfs tegen de bloedstroom in. Op de juiste locatie aangekomen, wordt de capsule gecontroleerd opgelost, waardoor het medicijn precies daar vrijkomt waar het nodig is. Dit kan effectiviteit verhogen en bijwerkingen verminderen.
