Spermacellen zijn van nature snelle flexibele zwemmers die zich makkelijk door de complexe omgeving van het vrouwelijke voortplantingskanaal kunnen voortbewegen. Die eigenschap maakt hen veelbelovend voor gebruik in medische microrobotica. Maar omdat ze klein zijn, een lage dichtheid hebben en bijna transparant zijn voor straling, was het tot nu toe bijna onmogelijk om ze zichtbaar te maken in het lichaam met traditionele beeldvormingsmethoden.
Coating
Daar komt nu verandering in. Een internationaal team van onderzoekers van de Universiteit Twente, het Radboud Universitair Medisch Centrum in Nijmegen en de Universiteit van Waterloo in Canada transformeerde zaadcellen in microrobots door ze te coaten met magnetische nanodeeltjes ijzeroxide. Daardoor waren de onderzoekers voor het eerst in staat om een cluster van deze gecoate spermacellen in realtime volgen met behulp van röntgenstraling. Ook konden ze voor het eerst hun richting en snelheid sturen met externe magnetische velden.
Op de afbeelding is een schematische weergave van onze setup te zien: een C-boog wordt gebruikt om röntgenbeelden te maken, terwijl een robotarm met een magneet de spermacelclusters aanstuurt.
Volgens hoofdauteur van het onderzoek Islam Khalil (universitair hoofddocent in de onderzoeksgroep Robotics and Mechatronics aan de UTwente) kan deze ontwikkeling nieuwe deuren openen in de voortplantingsgeneeskunde.
Microrobots
De spermacellen zouden kunnen dienen als programmeerbare microrobots waarmee medicijnen nauwkeurig afgeleverd worden op moeilijk bereikbare plaatsen zoals de baarmoeder of de eileiders, waardoor aandoeningen zoals baarmoederkanker, endometriose of vleesbomen (goedaardige gezwellen in de baarmoeder) voor het eerst gericht behandeld kunnen worden.
Daarnaast hopen de onderzoekers dat de ontdekking voor een beter inzicht zal zorgen in onverklaarbare onvruchtbaarheid door de beweging van spermacellen op een niet-invasieve manier in het voortplantingssysteem te volgen en zo nieuwe inzichten te krijgen in wat er zich in het lichaam precies afspeelt tijdens de bevruchting. Op basis daarvan kunnen ze wellicht ook IVF-technieken verbeteren.
Uit tests blijkt alvast dat clusters van de magnetisch gestuurde spermacellen geen significante toxiciteit veroorzaken voor menselijke baarmoedercellen.
Schrijf je in op onze nieuwsbrief
En blijf op de hoogte van de laatste inzichten in wetenschap en technologie.