Mit einem Roboter, dessen Durchmesser gerade einmal zwei Millimeter beträgt, wollen Ingenieure und Kliniker der University of Leeds hkünftig in die feinen Verästelungen der Bronchien eindringen, um Gewebeproben zu nehmen oder Krebs zu behandeln. Das Gerät besteht aus magnetisierbarem Material, sodass es sich mithilfe eines äusseren Magnetfelds bewegen und exakt steuern lässt.
Derzeit verwenden Ärzte sogenannte Bronchoskope, um Lunge und Luftwege zu untersuchen. Dazu führen sie ein flexibles Instrument mit einem Durchmesser von dreieinhalb bis vier Millimetern durch die Nase oder den Mund in die Bronchialpassagen ein. Wegen seines relativ grossen Durchmessers kann das Gerät nur die oberen Ebenen der Bronchien erreichen. Um tiefer in die Lunge einzutauchen, wird ein Katheter oder feiner Schlauch mit einem Durchmesser von etwa zwei Millimetern durch das Bronchoskop geschoben und in die kleineren Röhren der Lunge geführt. Die Navigation ist allerdings äusserst schwierig.
Oft gelingt es den Ärzten nicht, die Bronchien zu erreichen, in denen Erkrankungen vermutet werden. Zudem muss der Patient während des gesamten Eingriffs mit Röntgenstrahlen durchleuchtet werden, damit der Arzt sieht, wo sich das Gerät befindet. Der neue Roboter ist erheblich wendiger als das bisher genutzte Gerät und lässt sich auch einfacher platzieren. Dazu fertigen die Forscher zunächst ein digitales, dreidimensionales Modell der Bronchien und der Lunge an. Es wird genutzt, um den Roboter automatisch in die Verästelungen zu navigieren, die für Diagnose oder Therapie interessant sind.
Um den Durchmesser des Roboters zu reduzieren und gleichzeitig seine Steuerbarkeit zu optimieren, haben ihn die Forscher aus einer Reihe von miteinander verbundenen zylindrischen Segmenten mit einem Durchmesser von je zwei Millimetern Durchmesser und einer Länge von rund 80 Millimetern angefertigt. Die Segmente bestehen aus einem weichen gummiartigen Material, das mit winzigen magnetischen Partikeln imprägniert ist. Durch das zielgerichtet agierende, äussere Magnetfeld können die Segmente einzeln angesteuert werden, sodass sich der Roboter Krümmungen anpassen kann. Gewährt sich der Roboter in Lungen- und Bronchienmodellen, soll er mit Aktuatoren ausgestattet werden, die beispielsweise Gewebeproben entnehmen oder Medikamente transportieren.
