Leids microscopisch Star Trek-ruimteschip kan een enorme impact hebben op de gezondheidswetenschap

By Jernst van Waal

[

De microscopisch kleine Voyager. Foto: Rachel Doherty en Samia Ouhajji, Universiteit Leiden

Een groep onderzoekers van de Universiteit Leiden is vastbesloten om moedig te gaan waar nog geen onderzoekers eerder waren geweest door een hypermoderne 3D-printer te gebruiken om een ​​ongelooflijk kleine Star Trek schip.

Het ietwat buitenaardse project maakte deel uit van een studie onder leiding van Daniela Kraft om te observeren hoe vorm de beweging en interacties van ‘microzwemmers’ beïnvloedt, waarvan de resultaten waren onlangs verschenen in het wetenschappelijke tijdschrift Zachte materie.

Microzwemmers zijn ongelooflijk kleine objecten die op zichzelf door vloeistof kunnen bewegen door interactie met hun omgeving en door middel van verschillende chemische reacties.

Toen het team van Dr. Kraft kwam om te beslissen welke ontwerpen ze moesten gebruiken, werden verschillende ideeën overwogen. Een van hen was de USS Voyager, het onverschrokken sterrenschip van de klasse Star Trek: Voyager.

Geschiktheid

‘Veel wetenschappers zijn dat Star Trek fans, ikzelf niet inbegrepen ‘, zei Samia Ouhajji, een van de auteurs van het onderzoek. ‘We hebben overwogen om de Enterprise af te drukken. Als ik het me goed herinner, was dat het eerste schip dat mijn voormalige student Jonas voorstelde. Maar uiteindelijk hebben we voor het gemak gekozen voor Voyager. ‘

Het probleem met de meer iconische Starship Enterprise en zijn verschillende incarnaties is dat hun structuren niet geschikt waren om in microswimmers te gebruiken. Dr. Ouhajji en haar collega’s waren bang dat ze de hoeveelheid platina die nodig was om ze te laten ‘zwemmen’ niet aankonden.

De meer gestroomlijnde Voyager, geleid door Kathryn Janeway, Star Trek’s eerste vrouwelijke kapitein, bleek praktischer. De onderzoekers gebruikten ook een paar andere ontwerpen, waaronder een boot die inmiddels is uitgeroepen tot de kleinste in de wereld.

‘We hebben tot nu toe verschillende ontwerpen bekeken’, zei co-auteur Rachel Doherty. ‘De boot en Voyager werden gebruikt om de grenzen van onze 3D-printer te testen en om te laten zien dat hij complexe structuren kan maken en ook omdat het leuk is. We onderzoeken ook meer conventionele en praktische vormen, zoals helixen, ellipsoïden en trimeren. ‘

Praktisch?

De studie is slechts een van de eerste stappen in de richting van de ontwikkeling van zelfaangedreven microzwemmers die ooit door artsen zouden kunnen worden gebruikt om levensreddende medicijnen af ​​te geven aan specifieke delen van het lichaam.

‘Ze kunnen mogelijk ook worden gebruikt voor vrachtaflevering, milieusanering, lab-on-a-chip en andere micromachinetoepassingen’, zei Doherty.

Een van de hindernissen waarmee onderzoekers momenteel worden geconfronteerd bij het gebruik van microzwemmers bij medicamenteuze behandeling, is hun grootte. Het team van de Universiteit Leiden moest er een maken die groot genoeg waren om te visualiseren en waar te nemen met optische microscopen. De Voyager was 15 micrometer (0,015 millimeter). Hoewel dat microscopisch klein is, is het nog steeds te groot voor medische doeleinden.

Logisch

Ze zullen uiteindelijk ook het meest logische ontwerp moeten bepalen, en het is onwaarschijnlijk dat dit gebaseerd is op een fictief ruimteschip. Ondanks deze complicaties zou weerstand tegen deze geleidelijk opkomende technologie zinloos kunnen zijn, zoals de Borg Queen uit Star Trek zou het kunnen zeggen.

‘Het is moeilijk te voorspellen wanneer artsen zelfaangedreven microzwemmers zouden kunnen gebruiken, maar ik hoop in het komende decennium de eerste microrobots voor medicijnafgifte te zien’, zei Dr. Ouhajji.

Vanaf hier zullen onderzoekers die bij het onderzoek betrokken zijn, blijven werken met microzwemmers. Dr. Kraft onlangs ontvangen een VIDI-subsidie ​​van € 800.000 om te onderzoeken hoe hun vorm en flexibiliteit hun beweging beïnvloeden. Dr. Ouhajji zal haar aandacht richten op 3D-geprinte trimers die theoretisch autonoom kunnen bewegen in bepaalde vloeistoffen.

Bedankt voor je donatie aan DutchNews.nl

Het team van DutchNews.nl wil alle gulle lezers bedanken die de afgelopen weken een donatie hebben gedaan. Uw financiële steun heeft ons geholpen om onze berichtgeving over de coronaviruscrisis uit te breiden naar de avonden en weekenden en ervoor te zorgen dat u op de hoogte blijft van de laatste ontwikkelingen.

DutchNews.nl is al 14 jaar gratis, maar zonder de financiële steun van onze lezers zouden we je niet kunnen voorzien van eerlijk en accuraat nieuws en artikelen over alles wat met Nederlands te maken heeft. Uw bijdragen maken dit mogelijk.

Heeft u nog geen donatie gedaan, maar wilt u dat wel? u kunt dit doen via Ideal, creditcard of Paypal.