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Was ist das?

🎯 Simulator-Tipps

📚 Glossar

Microbot (Medical Microrobot)

Ein ungebundenes Robotergerät, das kleiner als 1 Millimeter ist und für die Navigation durch den Körper zur Diagnose oder Therapie konzipiert ist.

Nanorobot

Ein Robotergerät im Nanometermaßstab (< 1 Mikrometer), das für medizinische Eingriffe auf molekularer Ebene wie die gezielte Behandlung einzelner Zellen entwickelt wurde.

Targeted Drug Delivery

Transport von therapeutischen Wirkstoffen mithilfe von Mikrobots direkt zu einem Krankheitsherd, wodurch Nebenwirkungen auf gesundes Gewebe minimiert werden.

Magnetic Actuation

Verwendung externer Magnetfelder zum Antrieb und zur Steuerung von Mikrobots durch biologische Flüssigkeiten, die gebräuchlichste Antriebsmethode.

Helical Microswimmer

Ein korkenzieherförmiger Mikrobot, der die Rotation eines externen Magnetfelds in Vorwärtsschub umwandelt und so bakterielle Flagellen nachahmt.

Blood-Brain Barrier (BBB)

Eine selektive Barriere, die den Substanzdurchgang vom Blut zum Gehirngewebe einschränkt; Mikrobots könnten es möglicherweise überqueren, um neurologische Erkrankungen zu behandeln.

Thrombectomy

Die Entfernung eines Blutgerinnsels (Thrombus) aus einem Blutgefäß; Mikrobots könnten dies ohne katheterbasierte Operation durchführen.

Biocompatible

Ein Material, das keine schädlichen Immunreaktionen oder Toxizität hervorruft, wenn es in den lebenden Körper gelangt.

Biodegradable

Ein Material, das nach Beendigung seiner Funktion im Körper sicher in ungiftige Bestandteile zerfällt.

Minimally Invasive Surgery (MIS)

Chirurgische Techniken, die die Schnittgröße und Gewebeschäden minimieren; Die Mikrobot-Chirurgie ist die ultimative Form der MIS.

Swarm Robotics

Koordinierter Einsatz vieler einfacher Roboter, die gemeinsam durch auftauchendes Verhalten komplexe Aufgaben erledigen.

Catheter

Ein dünner Schlauch, der in den Körper eingeführt wird, um Behandlungen durchzuführen oder Eingriffe durchzuführen; Mikrobots sollen viele katheterbasierte Eingriffe ersetzen.

MRI (Magnetic Resonance Imaging)

Eine medizinische Bildgebungstechnologie, die starke Magnetfelder nutzt; kann möglicherweise magnetische Mikrobots sowohl abbilden als auch antreiben.

Photoacoustic Imaging

Ein bildgebendes Verfahren, das Laserlicht und Ultraschall kombiniert und eine hohe Auflösung für die Verfolgung von Mikrobots im Gewebe bietet.

Haptic Feedback

Berührungsbasiertes Feedback, das es Chirurgen ermöglicht, zu „fühlen“, was Mikrobots während der Fernoperation im Körper vorfinden.

Endoscopy

Verwendung von Kameras und Instrumenten in Körperhöhlen; Mikrobots erweitern dieses Konzept auf das Gefäßsystem im mikroskopischen Maßstab.

🏆 Schlüsselpersonen

Brad Nelson (2000s-present)

ETH-Professor und Pionier magnetisch betätigter medizinischer Mikroroboter, der einige der ersten drahtlos gesteuerten Mikroroboter für die Chirurgie im Augen- und Gefäßsystem entwickelt

Metin Sitti (2010s-present)

Direktor des Max-Planck-Instituts, der bioinspirierte Mikrobots entwickelte, darunter bakterienbetriebene Roboter und formverändernde Mikromaschinen für die gezielte Medikamentenabgabe im Magen-Darm-Trakt

Sylvain Martel (2006-present)

Professor an der Polytechnique Montreal, der Pionierarbeit bei der Verwendung von MRT-Systemen leistete, um in Tiermodellen magnetische Nanopartikel und bakterienbasierte Mikrobots durch Blutgefäße zu Tumoren zu navigieren

Joseph Wang (2012-present)

Professor an der UC San Diego, der chemisch angetriebene Mikro- und Nanomotoren für biomedizinische Anwendungen entwickelte, darunter zinkbasierte Mikrobots, die sich auflösen, nachdem Medikamente in den Magen abgegeben wurden

Peer Fischer (2009-present)

Forscher am Max-Planck-Institut, der spiralförmige Roboter im Nanomaßstab entwickelt hat, die von bakteriellen Flagellen inspiriert sind und mithilfe rotierender Magnetfelder durch biologische Flüssigkeiten gesteuert werden können

🎓 Lernressourcen

Medical microrobots in reproductive medicine from the bench to the clinic
Umfassender Überblick über medizinische Mikroroboter, der Antriebsmechanismen, Navigationsstrategien und klinische Übersetzungsherausforderungen in medizinischen Anwendungen abdeckt
Micro/nanorobots for biomedicine: Delivery, surgery, sensing, and detoxification
Rezension zu Science Robotics, die die vier wichtigsten medizinischen Anwendungen von Mikro-/Nanorobotern abdeckt: Arzneimittelabgabe, Mikrochirurgie, Biosensorik und Entgiftung
In vivo imaging-guided micro/nano-robot-based therapy
Nature Reviews Bioengineering-Artikel über Echtzeit-Bildgebungsmethoden zur Verfolgung und Führung von Mikrobots bei medizinischen In-vivo-Eingriffen
Micro- and Nanorobots in Medicine
Umfassendes Lehrbuch eines führenden Forschers über Design, Herstellung, Betätigung und medizinische Anwendungen von Mikro- und Nanorobotern
Fantastic Voyage: Live Long Enough to Live Forever
Visionäres Buch, das untersucht, wie Nanotechnologie und medizinische Roboter das Gesundheitswesen verändern und die Lebensspanne des Menschen verlängern werden
Medical Robotics: Minimally Invasive Surgery
Lehrbuch, das das gesamte Spektrum der medizinischen Robotik abdeckt, von chirurgischen Robotern im Makromaßstab bis hin zu interventionellen Geräten im Mikromaßstab
Medical Microbots: Tiny Robots Inside Your Body
Visuelle Einführung in die Art und Weise, wie medizinische Mikrobots im mikroskopischen Maßstab durch Blutgefäße navigieren, Medikamente verabreichen und Operationen durchführen
The Future of Surgery: Microbots and Nanorobots
Wie mikroskopisch kleine Roboter die Chirurgie von invasiven Eingriffen zu gezielten, minimalinvasiven Behandlungen verändern werden
Magnetically Controlled Microbots - ETH Zurich
Demonstration von magnetisch gesteuerten Mikrobots, die durch Blutgefäßmodelle schwimmen, und zeigt Echtzeitsteuerung und Navigation

💬 Nachricht an Lernende

{'encouragement': 'You are exploring the future of surgery - one where tiny robots navigate inside the body to heal from within. The surgeons and engineers who will pilot the first clinical microbot team are learning right now, perhaps through this very simulator.', 'reminder': 'Fifty years ago, the idea of robots performing surgery seemed like pure science fiction. Today, the da Vinci surgical robot has performed over 10 million operations. Medical microbots are at the same inflection point - what seems impossible today will be routine tomorrow.', 'action': 'Start your mission! Navigate microbots through blood vessels, remove clots, deliver drugs to tumors, and perform biopsies. Each mission teaches you a real technique that researchers are developing right now in labs worldwide.', 'dream': 'Perhaps a medical student in Kinshasa will design microbots that bring surgery to villages with no hospital. Perhaps a young engineer in Amman will create swarms that clear the blocked arteries of heart attack patients in minutes. The microbot revolution in medicine belongs to dreamers everywhere.', 'wiaVision': 'WIA Book believes that the knowledge to heal with tiny robots belongs to every person on Earth. From Seoul to Nairobi, from Zurich to Dhaka - imagine a world where the best surgery is available anywhere, performed by microscopic robots guided by AI. Free forever, in the spirit of Hongik-ingan.'}

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