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Medizin: Chirurgische Mikrohände

David H. Gracias
Mikrogreifer in Aktion | Fluoreszenzmikroskopische Aufnahme eines gerade durch eine Chemikalie aktivierten Mikrogreifers, der einen Zellhaufen packt (hier grün eingefärbt).
Der menschliche Körper reagiert teils schon auf winzige Veränderungen. So genügen wenige Zellen, um ein Herzkranzgefäß zu verengen und schlimmstenfalls einen Infarkt auszulösen. Ein chirurgischer Eingriff in solch kleinen Dimensionen erfordert Greifinstrumente im Mikrometermaßstab. Die gibt es, aber sie müssen bislang über Kabel mit Strom versorgt und aktiviert werden; zudem sind sie schlecht manövrierbar.

Greifer vor Zellhaufen | In einem Tubus nähert sich ein Mikrogreifer einem Zellhaufen.
Einem Team um David Gracias von der Johns Hopkins University in Baltimore (Maryland) ist nun ein entscheidender Fortschritt gelungen: Ihre 700 Mikrometer messenden Greifer sind kabellos und, weil sie eine metallische Legierung enthalten, magnetisch durch den Körper lenkbar. Per Magnetresonanz-Tomographie lassen sich überdies Weg und räumliche Orientierung exakt verfolgen. Ist das Mikroinstrument am Ziel, kann der Forscher gezielt den Greifreflex auslösen. Die Metallarme sind vorgespannt und werden nur durch einen Kunststoffüberzug im gestreckten Zustand gehalten. Dieser lässt sich durch lokale Temperaturerhöhung auf über 40 Grad Celsius oder durch Zugabe von Chemikalien auflösen. Daraufhin biegen sich die metallischen Finger nach innen: Der Greifer schließt sich um das benachbarte Gewebe und packt es.

In vitro Biopsie | Ein Mikrogreifer entnimmt Gewebe aus einer Rinderblase.
Auf diese Weise gelang den Forschern bereits die Biopsie eines Zellhaufens aus dem Gewebe einer Rinderblase. Problematisch sei bislang nur, dass biochemische Signale im Körper den Greifreflex fälschlich auslösen können, erklärt Gracias. Man arbeite daher an spezifischeren Polymerüberzügen.

Vera Spillner

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