So groß wie eine Zelle: Elektronische Mikrolabore überwachen den menschlichen Körper von innen

Forscher der Ruhr-Universität Bochum haben zusammen mit weiteren Projektpartnern mikroskopisch kleine elektronische Einheiten entwickelt, die chemische Prozesse von innen heraus kontrollieren können. Es handelt sich dabei faktisch um Mikrolabore, die gerade einmal über eine Kantenlänge von 140 Mikrometern verfügen. Die elektronischen Miniforscher können chemische Reaktionen in wässrigen Lösungen steuern und zudem ihre Umwelt wahrnehmen. Spannend ist, dass sich die Mikro-Labore auch selbst mit Energie versorgen sollen und so klein sind, dass diese sich auch autonom im Inneren des menschlichen Körpers fortbewegen und Daten erfassen, Prozesse steuern und mehr können. Bis es zu einem ersten Einsatz kommt, dürfte allerdings noch ein wenig Zeit vergehen. Die Fiktion aus dem Film „Die phantastische Reise“ rückt allerdings schon „jetzt“, also knapp 50 Jahre später, näher in die Realität.

Autarke Mikro-Labore sollen einmal dazu in der Lage sein sich selbst zu Paaren zusammenzuschließen

Dem aktuellen Bericht der Forscher zufolge sollen die kleinen elektronischen Einheiten eines Tages auch in der Lage sein Evolution betreiben zu können. Die Untersuchungen finden im Rahmen des EU-Projekts „Microscopic Chemically Reactive Electronic Agents“ statt. Die Mikro-Labore sind gerade einmal so groß wie menschliche Zellen. Dennoch können diese sich einmal frei im Blut bewegen oder an gewissen Körperstellen anhaften um dort wichtige Informationen über den Gesundheitszustand zu überbringen. Denkbar ist auch, dass die Mini-Labore der Zukunft sofort Alarm schlagen, wenn sich beispielsweise bösartiges Gewebe bildet und somit vor Krebs schützen. Das Anwendungsspektrum ist schließlich vielfältig. Ziemlich spannend ist allerdings, dass die Forschung und Technik schon so weit vorangeschritten ist, dass derartige Science-Fiction-Überlegungen tatsächlich einmal in die Realität geholt werden können. Im Umkehrschluss zeigt das aber auch, wie weit so manch ein Filmemacher schon damals gedacht haben muss. Zusammen mit einem internationalen Kollegen-Team, wollen die Forscher rund um Prof. Dr. John McCaskill von der Ruhr-Universität Bochum chemische Reaktionen nicht mit dem Aufwand großer Interface-Strukturen von außen steuern, sondern die Abläufe von innen heraus elektronisch kontrollieren und überwachen. Unvorstellbar was ein Chemiker alles so anstellen könnte, wenn er lediglich so groß wie eine Zelle wäre.

https://www.youtube.com/watch?v=MsfEzyDqCHk

Die Mikro-Labore werden in der Fachsprache Lablets genannt und sind aktuell 140 mal 60 Mikrometer groß. Um die angeführten Prozesse in Flüssigkeiten steuern zu können und die Umgebung zusätzlich zu überwachen, besitzen sie winzige Elektroden. Die Elektroden steuern die chemischen Reaktionen wiederum über Spannungssignale. Für die Energie sorgt bisher noch ein winziger Superkondensator, der Saft für ungefähr 20 Minuten liefert. Um sich wieder aufzuladen, müssen die Lablets bisher noch an smarten Oberflächen andocken. Selbiges trifft auch zu wenn Programmierungen vorgenommen werden sollen. In naher Zukunft sollen sich die Lablets jedoch selbstständig zu Paaren zusammenfinden und unabhängig von externen Energiequellen bewegen können. Das Projektteam arbeitet nun mit Hochtouren daran, alle wichtigen Funktionen in nur einem Mikro-Labor zusammenzufügen. Ziemlich spannend das Ganze und wissenschaftlich umfangreicher noch einmal auf der Rubin-Seite aufbereitet.

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