‘Bio-inspired technology zet aan tot creativiteit’

Om aderverkalking aan te pakken kijken technasiumscholieren Duco Schrijvers en Paulina Michalewska Urrutia naar de natuur.

De zuignap van een octopus, de stekende monddelen van een mug en het implosiemechanisme van een pistoolgarnaal. Het zijn niet alleen handige foefjes voor deze dieren zelf, vinden technasiumscholieren Duco Schrijvers en Paulina Michalewska Urrutia. Volgens hen komen deze mechanismen ook goed van pas bij het verwijderen van plaque uit de bloedbaan.

‘We hebben met bio-inspired technology een opzetstuk voor een microkatheter ontworpen’, legt Michalewska Urrutia uit. Het idee: de arts leidt een microkatheter via een draad naar de juiste plek in een bloedvat. Daar schuiven verschillende onderdelen naar buiten. ‘De zuignap zorgt voor stabiliteit, dat alles op z’n plek blijft. Met de op een steekmug geïnspireerde naald kun je vervolgens door de bloedvatwand prikken, en uiteindelijk ook plaque wegzuigen. Bij verharde plaque kun je via zo’n zelfde naald eerst nog een soort pistoolgarnaalschaar naar de plaque brengen. Als die snel dichtklapt ontstaat er een implosie, waardoor je de plaque lostrilt’, licht Schrijvers toe.

Plussen
De scholieren bekijken eerst welke methoden men nu gebruikt om aderverkalking te behandelen, destilleren daaruit welke eigenschappen van pas kunnen komen en stellen dan een lange lijst op van diersoorten die wellicht een inspiratiebron vormen. ‘Uiteindelijk hebben we een grote tabel gemaakt met plussen en minnen voor alle eigenschappen bij de verschillende methoden van dieren. Daaruit kwamen de octopus, mug en pistoolgarnaal naar voren’, aldus Schrijvers. ‘De zuignap van de octopus is bijvoorbeeld geschikt omdat die goed werkt in een natte omgeving – dat is de bloedbaan natuurlijk ook – en ook goed kan loslaten, zonder schade te veroorzaken.’

Steekmechanisme
Zoiets als het steekmechanisme van een mug nabouwen, is dat wel haalbaar? ‘We zijn zelf niet toegekomen aan de precieze technische uitwerking daarvan, maar dat moet wel kunnen’, denkt Schrijvers. ‘Er is al veel onderzoek naar naalden geweest. Exact nabouwen is niet nodig, want het is bio-inspired, niet biomimicry. Je kunt best iets aanpassen. En dan bijvoorbeeld wel gebruik maken van de structuur met verschillende stiletten.’ Dat aspect spreekt Michalewska Urrutia ook aan: ‘Je kopieert niet, maar past het toe. Door je te laten inspireren door de dierenwereld kijk je op een heel andere manier naar het probleem. Dat helpt om creatieve ideeën te krijgen en het is een grote bron om uit te putten.’

Risicovol
Beiden zijn van de gekozen mechanismen het meest onder de indruk van de pistoolgarnaal. ‘Dat zo’n klein beestje zo’n enorme kracht kan veroorzaken is heel bijzonder’, aldus Schrijvers. ‘Over dit onderdeel hebben we nog een extra expert gesproken, omdat zo’n implosie natuurlijk ook risicovol is. Je wil de bloedvatwand niet beschadigen. Uit dat gesprek kwam dan ook dat je goed moet nadenken over de richting van de implosie – weg van de bloedvatwand – en de sterkte. En alleen inzetten bij verharde plaque. Als de plaque vloeibaar is kun je die meteen wegzuigen.’

Dankzij een pitch over het belang van hun ontwerp – aderverkalking is een groot probleem en huidige behandelmethoden zijn invasief of verwijderen plaque niet – wonnen Schrijvers en Michalewska Urrutia 17 april de Marc Cornelissen Brightlands Young Talent Award, een aanmoedigingsprijs voor jonge duurzaamheidspioniers. ‘Heel leuk, zo’n pitch is echt anders dan een schoolpresentatie’, aldus Michalewska Urrutia. Schrijvers: ‘En een fijne erkenning dat we iets moois hebben gemaakt.’

Is jouw masterscriptie, bachelorthesis of profielwerkstuk interessant leesvoer voor je medebiologen? Stuur een mail naar redactie@bionieuws.nl