Onderzoekers van de Universiteit Twente en het Radboud UMC zijn erin geslaagd om bloedstolsels uit een bloedvat te verwijderen met behulp van draadloze robotjes. Nog niet uit een bloedvat van een mens, maar uit de heupslagader van een schaap.

Bij één op de vier sterfgevallen wereldwijd is een bloedstolsel de onderliggende oorzaak. Zodra zo’n stolsel een bloedvat blokkeert, kan het bloed geen zuurstof meer leveren aan de achterliggende organen – zoals in het ergste geval het hart of de hersenen. Bloedstolsels veroorzaken onder meer hart- en herseninfarcten, trombose en longembolie.

Ex-vivo experiment

Als bloedproppen op tijd worden ontdekt, kunnen ze in sommige gevallen operatief worden verwijderd. Voor stolsels op plekken waar opereren niet mogelijk of te gevaarlijk is, hebben onderzoekers een alternatief ontwikkeld: draadloze robotjes die zich door de bloedvaten heen kunnen bewegen.

Die hebben ze nu getest op een bloedprop van dertien millimeter in de heupslagader van een schaap – gekozen vanwege de rechte en toegankelijke structuur. Dinsdag publiceerde het vakblad Applied Physics Reviews de resultaten.

Het ging om ex-vivo experimenten, wat betekent dat er geen levend schaap aan te pas kwam. De slagader was eerst uit het dier verwijderd.

Schroeven met een magneet

De gebruikte microrobots hebben de vorm van kleine schroeven, waarmee ze de bloedstolsels stuk kunnen boren. Elke robot is voorzien van een permanente magneet met een doorsnede van een millimeter. Hierdoor kunnen de microrobots van buitenaf worden aangestuurd.

‘Dat doen we met een extern magnetisch veld’, vertelt Islam Kahlil van de Universiteit Twente, een van de onderzoekers die de experimenten uitvoerden. ‘Daarmee kunnen we de robotjes in de gewenste richting bewegen en ze roteren.’ Een robotarm buiten de patiënt bestuurt het magneetveld heel precies, zodat de microrobots door het vaatsysteem naar de gewenste positie kunnen worden gemanoeuvreerd.

‘Ze kunnen bijvoorbeeld tegen de bloedstroom in zwemmen en zich dan omdraaien’, zegt Kahlil in een nieuwsbericht van zijn universiteit. De robots en de bloedprop worden tijdens de ingreep met röntgenbeelden gevolgd. 

Chemisch oplossen

De meest gebruikte methode om bloedstolsels tegen te gaan, is met medicijnen die deze chemisch oplossen (of, preventief, voorkomen dat ze ontstaan). De beste methode om bloedstolsels te verwijderen, is een combinatie van mechanische fragmentatie (dus het stukbreken van de stolsels met de robotjes) en chemische oplossing van de fragmenten, concludeerden Kahlil en zijn collega’s uit dit onderzoek. Dit voorkomt dat er uit die fragmenten verderop in het bloedvat nieuwe stolsels ontstaan.

Andere toepassingen

Magnetische robots die door de bloedbaan reizen kunnen ook voor andere doeleinden worden ingezet. Zo kunnen ze medicijnen afleveren op specifieke plekken in het lichaam.

Eerder schreven wij al eens over magnetische slangetjes, die aan de hand van een voorgeprogrammeerde route de binnenkant van de longen kunnen onderzoeken op sporen van kanker of andere aandoeningen.

In al deze gevallen gaat het om niet-invasieve ingrepen, die dus minimaal belastend zijn voor de patiënt.

Toekomst

Voor de robots ook in klinische toepassingen bij mensen kunnen worden ingezet, moet het proces geoptimaliseerd en uitgebreid op veiligheid getest worden. Het doel van de onderzoekers is om de eerste klinische testen in de komende jaren uit te voeren.

Kahlil: ‘Maar het exacte tijdpad hangt ook af van hoe snel we alle reguleringen rond krijgen, en hoe snel we nieuwe mijlpalen bereiken. We vinden het van groot belang om deze innovatie zo veilig en effectief mogelijk voor de patiënt te maken.’


Openingsbeeld: Universiteit Twente