Nieuwe chip lost op in lichaam

De film Fantastic Voyage uit 1966, waarin wetenschappers en hun ruimteschip worden verkleind zodat ze door het menselijk lichaam van een patiënt kunnen reizen om hem te verlossen van een bloedprop, blijft nog even sciencefiction, al komen Amerikaanse wetenschappers inmiddels een aardig eind in de buurt.

AMSTERDAM - Onderzoekers van de universiteit van Illinois hebben elektronische componenten ontwikkeld die ingebracht kunnen worden in het lichaam en na verloop van tijd volledig oplossen. Deze biologisch afbreekbare apparaatjes kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt bij de bestrijding van pijn en infecties na een operatie.


Volgens onderzoeksleider John Rogers is de oplosbare elektronica inmiddels met succes toegepast om infecties bij muizen te bestrijden. Na gebruik verdwenen ze volledig in de bloedbaan van de dieren, zonder schadelijke sporen na te laten, aldus de onderzoeker. De minuscule toestellen kunnen door plaatselijk warmte te produceren de groei van bacteriën remmen en zo infecties tegengaan die na een operatie kunnen optreden. Doordat het lichaam ze afbreekt, is een tweede operatie niet nodig om ze te verwijderen.


De benodigde energie wordt verkregen via inductie, of via elektromagnetische straling, waarbij kleine hoeveelheden energie via een eveneens oplosbare antenne worden ontvangen, zegt Rogers. Ook wordt gekeken naar de mogelijkheid om bewegingsenergie in het lichaam om te zetten in elektriciteit.


De elektronische schakelingen bestaan uit ultradunne 'nanomembranen' van silicium, aldus Rogers. Daardoor hebben ze goede geleidende eigenschappen en presteren de oplosbare apparaten even goed als reguliere elektronica.


Hoe lang een apparaat blijft functioneren, hangt af van het soort materiaal en de dikte waarin het wordt verpakt. 'We gebruiken materialen waarvan we precies weten hoe snel ze oplossen in water of lichaamsvloeistoffen en afhankelijk van de dikte daarvan kun nen we de levensduur van een toepassing vooraf bepalen', aldus Rogers. Zodra het omhulsel is verdwenen, zullen ook de elektronische componenten oplossen. Dit proces duurt ongeveer een half uur. '


Alle materialen vallen uiteen tot moleculair niveau, er blijven geen residuen over', zegt Rogers, die de resultaten van zijn onderzoek deze week presenteerde tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de American Chemical Society in New Orleans. 'Eerste proeven met dieren bevestigen dat de elektronica biologisch afbreekbaar is, al is verder onderzoek nodig.'


Hoogleraar biomoleculaire nanotechnologie Jeroen Cornelissen van Universiteit Twente spreekt van een interessante combinatie van chemie en nanotechnologie, die met name in de geneeskunde een belangrijke rol kan spelen. Hij onderschrijft dat dergelijke elektronische componenten volledig oplosbaar zijn. 'De restproducten die vrijkomen zijn eiwitten of zouten.' Als er daarvan veel vrijkomen, kan dat lokaal tot milde bijwerkingen leiden, zoals een zwelling, maar die verdwijnt na verloop van tijd weer, zegt Cornelissen. 'De voordelen van de techniek wegen ruimschoots op tegen de nadelen. Het is heel spannend dat dit kan.'


Oplosbare elektronische componenten bestaan al langer, maar Rogers' team zegt dat het nu voor het eerst is gelukt om dergelijke componenten op grote schaal te produceren, op dezelfde wijze als reguliere elektronica wordt gemaakt. De onderzoekers hebben onder meer volledig oplosbare temperatuursensors, zonnecellen en minuscule digitale camera's gemaakt. Rogers denkt dat de techniek daarom ook kan worden gebruikt voor 'gewone' consumentenproducten. 'Tot nu toe was het doel van de industrie apparaten te maken die zo lang mogelijk meegaan, maar dat leidt ook tot een enorme berg e-waste, omdat consumenten nu eenmaal om de zoveel jaar een nieuwe telefoon willen. Door afbreekbare apparatuur te maken, kun je onnodig afval voorkomen.'


Of dergelijke technieken in productie komen, zal volgens Cornelissen afhangen van de productiekosten. 'De bouwstoffen zijn in elk geval goedkoop. Het is heel spannend dat het kan.'

undefined

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden