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Mikrochirurgie: Weltweit kleinster Elektronik-Katheter entwickelt

Doktorand Boris Rivkin gehört zu den Entwicklern des neuen Mikrokatheters. Foto und Montage: Boris Rivikin (privat) für die TU Chemnitz

Doktorand Boris Rivkin gehört zu den Entwicklern des neuen Mikrokatheters. Foto und Montage: Boris Rivikin (privat) für die TU Chemnitz

TU Chemnitz rollt winzige Röhre per Origami auf

Chemnitz, 21. Dezember 2021. Um tiefer in die Mikro-Chirurgie vorzustoßen, die auch einzelne Blutgerinnsel und winzige Organschäden repariert, haben Forschende aus Sachsen den – laut eigenen Angaben – weltweit kleinsten Mikroelektronik-Katheter entwickelt. Das hat die federführende TU Chemnitz mitgeteilt.

Sensoren und Greifer integriert

Das Team um den Chemnitzer Nanoelektronik-Professor Oliver G. Schmidt hat dafür Sensoren, Aktoren und andere Funktionselemente auf einem Polymerfilm erzeugt und diesen flexiblen Chip dann mit einer Origami-Technologie aufgerollt. Dabei entstanden Röhrchen mit etwa einem Zehntel Millimeter Durchmesser. In dessen Wände integrierten die Wissenschaftler winzige Magnetsensoren, mit denen sich solch ein Katheter künftig bei Operationen durch den Körper besonders schonend navigieren lässt. Außerdem hat der Mikrokatheter einen Innenkanal, mit dem sich beispielsweise flüssige Medikamente sehr zielgenau in den Patienten befördern lassen. Zudem hat das Röhrchen einen kleinen Greifer, um mikroskopische Objekte zu fassen und zu bewegen.

„Neuer Typ biomedizinischer Werkzeuge“

„Durch die spezielle Herstellungsweise haben die eingebetteten elektronischen Komponenten keine Auswirkung auf die Größe unserer Katheter, die somit so dünn wie ein einziges Haar sein können“, betont Doktorand Boris Rivkin, der das Projekt für seine Promotion vorangetrieben hat. „Durch die Herstellung des Mikrokatheters auf Basis von Mikrochip-Technologien entsteht ein völlig neuer Typ biomedizinischer, multifunktionaler Werkzeuge“, ergänzte Prof. Schmidt.

Prof. Dr. Oliver G. Schmidt ist Pionier bei der Erforschung und Entwicklung extrem kleiner, formbarer und flexibel einsetzbarer Mikrorobotik. Foto: Jacob Müller für die TUC

Prof. Dr. Oliver G. Schmidt ist Pionier bei der Erforschung und Entwicklung extrem kleiner, formbarer und flexibel einsetzbarer Mikrorobotik. Foto: Jacob Müller für die TUC

Forscher wollen noch mehr Sensoren einbauen

Die Entwicklung des Mikrokatheter war ein institutsübergreifendes Kooperationsprojekt der TU Chemnitz, des Leibniz-Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung (IFW) Dresden und des Max-Planck-Instituts für molekulare Zellbiologie und Genetik (CBG) in Dresden. In Zukunft wollen die Projektpartner ihr neuartiges Instrument mit weiteren Fähigkeiten und Sensoren ausstatten. Dazu gehören Sensoren für die Blutgasanalyse, den Nachweis von Biomolekülen und die Messung von pH-Wert, Temperatur und Blutdruck. Einsetzbar sind derartige Mikrokatheter beispielsweise, um Aneurysmen (Blutgefäß-Aussackungen),Gefäßmissbildungen oder Probleme an der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) zu behandeln. Auch Hirn-OPs im Gehirn könnten damit vereinfacht und selbst kleinste Blutgerinnsel leichter entfernt werden, denken die Forschenden.

Mit ihrer Origami-Technik haben die Chemnitzer und Dresdner Teams um Oliver G. Schmidt in der Vergangenheit bereits den weltweit kleinsten Raketenroboter gebaut, die arbeiten aber beispielsweise auch an bioneuralen Schnittstellen auf dieser Basis.

Autor: hw

Quelle: TUC