Druppels en bellen op golven van geluid

Minuscule druppels en bellen kun je op allerlei terreinen in de medische wereld inzetten. Denk aan belletjes om de doorbloeding van het hart real time in beeld te brengen, aan druppels om chemotherapie gericht naar een tumor te brengen en aan medicijndruppels die vanuit een inhaler tot diep in de kleinste longblaasjes worden gespoten. Ook binnen de inkjet-printing en de productie van halfgeleiderchips spelen ze een cruciale rol. Effectieve toepassing van de druppels en bellen vraagt echter om fundamentele kennis over hoe je ze gecontroleerd kunt maken, hoe ze zich gedragen en hoe je ze kunt volgen en sturen. En dat is het onderzoeksterrein van UT-hoogleraar Michel Versluis die op 21 mei zijn intreerede aan de Universiteit Twente uitsprak.

Rosetta

Versluis stelt de vraag waarom we er nog niet in slagen om een belletje gericht op een bloedprop in het lichaam te kunnen laten landen. Dit terwijl wetenschappers er recent met de Rosetta al wel in geslaagd zijn om een komeetlander ter grootte van een kleine koelkast op een komeet te laten landen die rondvliegt met een snelheid van honderdduizend kilometer per uur op een afstand van een miljard kilometer hier vandaan. De schaalverschillen tussen de komeetlander en de komeet en die van het belletje en de bloedprop zijn vergelijkbaar en het lichaam is bovendien veel makkelijker bereikbaar.

Een van de moeilijkheden is het feit dat de belletjes en druppels razendsnel bewegen en dus zeer moeilijk te volgen zijn. Met de snelste camera ter wereld, die mede op de UT is ontwikkeld en die in staat is om vijfentwintig miljoen beelden per seconde te maken, ben je nog steeds niet in staat om de deeltjes te volgen. We moeten dus nieuwe technieken ontwikkelen om met nanometerprecisie op een tijdschaal van nanoseconden te kunnen meten. Bijkomend probleem is dat het nog zeer moeilijk is om kleine structuren, zoals tumoren, in het lichaam goed in beeld te brengen, omdat ze qua structuur en textuur zeer veel lijken op het omliggende weefsel. Versluis werkt daarom ook aan nieuwe ultrageluidstechnologie om dit mogelijk te maken.

Nauwe samenwerking

Hij is er namelijk van overtuigd dat het binnen afzienbare tijd mogelijk is om het belletje op de bloedprop te kunnen laten landen. De basisingrediënten zijn immers allemaal al beschikbaar. Het vraagt wel om nauwe samenwerking tussen fundamentele wetenschappers, zoals Versluis, en ingenieurs, technologen, werktuigbouwers, elektrotechnici, biomedici, het bedrijfsleven en natuurlijk artsen, medisch technologen en technisch geneeskundigen. Deze multidisciplinaire werkomgeving heeft Versluis gevonden op de Universiteit Twente. 

Michel Versluis is hoogleraar Physical and Medical Acoustics binnen de vakgroep Physics of Fluids. Zijn onderzoek maakt onderdeel uit van de UT-onderzoeksinstituten Mira en Mesa+.