Magnetische Induktion: U-Boot für den Einsatz im Körper

US-Wissenschaftler haben ein kleines Fahrzeug entwickelt, das im Körper der Menschen Untersuchungen durchführt oder Medikamente ausliefert. Das Gerät wird von außen mit Energie versorgt.

Artikel veröffentlicht am 24. Februar 2012, 15:45 Uhr, Werner Pluta

Mini-U-Boot: schwimmender Chip im Körper (Bild: Carlos Suarez, Strongbox3d/Screenshot: Golem.de)

1966 reiste in dem Science-Fiction-Film Die phantastische Reise ein Team von geschrumpften Wissenschaftlern in einem ebensolchen U-Boot durch den Körper eines Kollegen, um ein Blutgerinnsel in seinem Gehirn zu entfernen. Die Wissenschaftlerin Ada Poon kann sich nicht verkleinern. Deshalb hat sie ein unbemanntes Mini-U-Boot entwickelt, das durch den menschlichen Körper fährt.

Klein-U-Boot

Der Prototyp des U-Bootes, den die Forscher von der Stanford-Universität um Poon gebaut haben, ist gerade mal 3 x 4 Millimeter groß. Es könnte beispielsweise Medikamente an einer bestimmten Stelle im Körper abliefern, es könnte Untersuchungen durchführen und möglicherweise sogar Blutgerinnsel oder andere Ablagerungen entfernen.

Das U-Boot selbst zu bauen sei kein Problem gewesen, erklärt Teresa Meng. Elektronische und mechanische Teile ließen sich inzwischen sehr gut im Miniaturformat herstellen. Schwieriger sei hingegen der Antrieb, da die Miniaturisierung bei den Energiespeichern deutlich weniger schnell voranschreite. Dadurch würden nicht nur die möglichen Stellen eingeschränkt, an denen ein Implantat eingesetzt werden könne. Es träten auch Risiken auf, etwa durch Korrosion oder gebrochene Drähte.

Energie von draußen

Poon und ihre Kollegen fanden eine andere Lösung: Sie verlegten die Energieversorgung einfach nach außen. Das Adern-U-Boot wird durch magnetische Induktion von außen mit Energie versorgt.

Die Forscher um Poon haben zwei verschiedene Antriebsmöglichkeiten entwickelt: Bei der einen wird Strom direkt durch die Flüssigkeit geleitet. Dadurch entsteht eine gerichtete Kraft, die das U-Boot mit einer Geschwindigkeit von bis zu 0,53 Zentimetern pro Sekunde vorwärtsschiebt. Bei dem zweiten Antriebstyp wird die Richtung des Stroms, der durch eine Drahtschlaufe fließt, geändert. Dadurch entsteht eine Art Schaukelbewegung, die das U-Boot vorantreibt.