Sluipwesp helpt chirurgie verder
Met een buigzame, flinterdunne en stuurbare naald kunnen chirurgen beter opereren. Bij diverse medische applicaties is er veel behoefte aan zo’n nieuw type naald, bijvoorbeeld bij diepe medische interventies in het ruggenmerg. Paul Breedveld, hoogleraar Medical Instruments & Bio Inspired Technology ontwikkelde samen met promovenda Marta Scali en collega onderzoeker Dimitra Dodou een flinterdunne, flexibele en stuurbare naald.
Als team zijn zij onderdeel van de Bio-Inspired Technology Group (BIT) van de TU Delft en werkzaam bij de afdeling BioMechanical Engineering. Voor het ontwerp van deze naald vroegen zij hun Wageningse collega’s om inspiratie uit de natuur. Sander Gussekloo, onderzoeker bij Wageningen University & Research, bestudeerde de boor waarmee de sluipwesp eitjes legt. Breedveld en zijn team namen zijn bevindingen mee en hebben daarmee een serie prototype naalden ontwikkeld. die zichzelf automatisch, al sturend, kunnen voorttrekken door het medium, zonder dat er van buiten tegenaan hoeft te worden geduwd. In hun soort zijn het de dunste naalden ter wereld.
Medische naald geïnspireerd op legboor van sluipwesp | WUR
Als ik naar een sluipwesp kijk, dan zie ik dit heel technisch. De legboor van een sluipwesp is zo klein dat de wesp niet in staat is hier spieren in te bouwen, dus het is een zuiver mechaniek. Dit triggerde ons om het na te bouwen.
Paul Breedveld
De sluipwesp
De sluipwesp legt haar eitjes in larven van andere insecten, die in planten, bomen of onder de grond verstopt zitten. De eitjes legt de wesp met een dunne, holle buis aan haar achterlijf, de zogenoemde legboor. Hiermee boort en stuurt ze langs obstakels, tot ze de larven bereikt waarin ze haar eitjes achterlaat. Deze larven dienen later dan als voedsel voor de sluipwesplarven. Het bijzondere is dat de legboor van de sluipwesp enorm flexibel is. Gussekloo is nog aan het onderzoeken hoe de sluipwesp de legboor precies stuurt. ‘Ze kan de losse onderdelen van de legboor alle kanten opsturen. Maar er zitten geen spieren in de boor, dus de vraag is nog: hoe?’
Dunste naald ter wereld
De dunste naald ter wereld die Breedveld en zijn team ontwikkelde bestaat uit zeven los bewegende en schuivende staafjes. ‘Dus nog meer slimme onderdelen dan bij de sluipwesp.’ Het unieke van dit mechanisme is het bij elkaar houden van de zeven super elastische staafjes die zich door middel van oppervlakte-afhankelijke wrijving met het medium naar voren trekken. Flauwe S-bochten maken kunnen we al, en we gaan nu verder onderzoeken hoe we de bochten veel scherper kunnen maken. . Het werkingsprincipe van de naald is makkelijk te combineren met andere functionaliteiten, bijvoorbeeld met buisjes om medicijnen af te leveren op diepe, moeilijk bereikbare plekken in het lichaam.
Marta Scali publiceerde al eerder twee artikelen over dit onderzoek:
Lees hier meer over het onderzoek aan de WUR
Lees meer over de BITE-group