Je leest:

Spermacel wordt micro-robot

Spermacel wordt micro-robot

Auteur: | 16 december 2013

Met sperma kan je meer doen dan baby’s maken. Duitse onderzoekers maakten onlangs een ‘spermbot’: een robotje bestaande uit een spermacel en een nanobuisje. Met behulp van een magnetisch veld is dit hybride mini-motortje te besturen. Daardoor kan het in de toekomst waarschijnlijk medicijnen bezorgen in het lichaam.

Eén van de bekendste motortjes uit ons lichaam: de staart van de spermacel.

In de geneeskunde en nanotechnologie staan nanomotors en mini-biorobots steeds meer in de spotlights. Ze worden gezien als de medicijnkoeriers van de toekomst.

Oliver Schmidt en zijn collega’s van het Duitse Institute for Integrative Nanosciences maakten de eerste op sperma-gebaseerde micro-robot. In hun ontwerp combineerden ze individuele spermacellen met minuscule magnetische buisjes. De resultaten staan beschreven in het tijdschrift Advanced Materials.

Roterend motortje

Spermacellen zijn van nature al mini-motortjes. Een spermacel kan zelfstandig naar een eicel toe zwemmen dankzij zijn zweepstaartje: een uitstulping van eiwitdraden dat ronddraait en zo de cel voortstuwt. Dit propellertje zie je, in iets andere vorm, ook bij bacteriën. Deze fascinerende motortjes uit de natuur zijn de grootste inspiratiebron voor wetenschappers bij het ontwerpen van kunstmatige nanomotoren.

Voor de spermarobot maakten de Duitsers eerst magnetische buisjes van ijzer en titanium van vijftig micrometer lang. De diameter van het buisje was ongeveer zes micrometer: precies breed genoeg voor de kop van een spermacel. Ze mixten de buisjes in een oplossing met spermacellen van een stier. De ene kant van het buisje was wat smaller dan de andere kant, met als resultaat dat spermacellen die erin zwemmen erin gevangen raakten. Hun kop zit klem terwijl het staartje nog vrolijk kan bewegen aan het andere uiteinde.

Om de richting waarin de spermbot zwemt te kunnen beheersen maakte het team gebruik van een magnetisch veld. De magneet trekt van buitenaf aan de magnetische buisjes. Het online magazine Discover beschreef de ontdekking als een op afstand bestuurbare robot: het sperma start de motor en de wetenschappers bepalen de navigatie.

Zie in onderstaand filmpje de spermbots in actie.

Medicijnkoerier

Spermacellen zijn niet de enige optie om een biorobotje mee te maken. Andere organismen met een zweepstaart moeten in principe ook dienst kunnen doen als motor van het geheel. Maar aan spermacellen zitten wel veel voordelen: ze zijn makkelijk verkrijgbaar, hoeven niet in een schaaltje opgekweekt te worden, zijn onschadelijk voor het menselijk lichaam en zijn het gewend door stroperige vloeistof te bewegen.

Volgens de onderzoekers was het onderzoek alleen bedoeld om te demonstreren dat het sperma-motortje van buitenaf te besturen is. Maar de spermbot kan een veelbelovend robotje worden als alternatief voor in vitro fertilisatie (IVF), zeggen ze erbij. Dan hoeft bevruchting niet meer in een petrischaaltje te gebeuren maar kan je in principe de hybride motortjes in het lichaam naar de eicel toe leiden. Ook als medicijnkoerier heeft de spermbot een toekomst.

Bron:

Veronika Magdanz e.a., Development of a sperm-flagella driven micro-bio-robot, Advanced Materials, online op 1 september 2013. DOI: 10.1002/adma.201302544

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 16 december 2013

Thema: Leven bouwen met moleculen

Bin im Garten, via CC BY-SA 3.0
Leven bouwen met moleculen
Zonder het vermogen van moleculen om zichzelf te organiseren zou jij niet bestaan. In de natuur zie je het overal: verschillende moleculen klitten samen tot onderdelen van cellen, die onderdelen organiseren zich op hun beurt weer tot complete cellen. Cellen vormen weefsels, weefsels vormen organen, en organen vormen organismen. Hoe ver komen chemici met het imiteren van die werkwijze?
Bekijk het thema
Heb je gevonden wat je zocht?
We zijn onze zoekresultaten aan het verbeteren. Jouw antwoord helpt ons hierbij.