De natuur zit boordevol inspiratie voor onderzoekers en bedrijven. ARTIC Technologies, een gloednieuwe spin-off van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e), haalt inspiratie uit microhaartjes, zoals die te vinden zijn in onze longen en op koralen. Ze bouwen daarmee een magnetisch pompsysteem, waarmee ze vloeistoffen op microschaal beheersen zonder draden en buizen. “De pomp kan een belangrijke rol gaan spelen in organ-on-a-chip toepassingen”, zegt Laure van der Sanden, medeoprichter en ceo van ARTIC.
Al sinds 2006 wordt er door onderzoekers van TU/e gewerkt aan een baanbrekend micropomp-principe dat is geïnspireerd door de natuur. Nu wordt dit idee naar de markt gebracht: ARTIC is sinds vorige maand officieel een startup.
Het bedrijf bestaat uit vier personen: drie confounders Van der Sanden, Jaap den Toonder, en Hossein Eslami Amrabadi, en engineer Marie Monchablon. Ze richten zich specifiek op cilia: microscopisch kleine trilhaartjes. In de longen zorgen cilia voor het afvoeren van afvalstoffen, terwijl ze op koralen helpen met het opvangen van voedingsstoffen. Boots dit concept na met kunstmatige haartjes die je magnetisch kunt stimuleren, en je hebt een ingenieus pompsysteem.
Van der Sanden legt uit hoe dat werkt. “In de haartjes zijn microscopisch kleine magnetische deeltjes aanwezig. Wanneer je vervolgens een magneet onder deze haartjes door beweegt, bewegen ze zich in de vloeistof, net als hun natuurlijke tegenhangers die door biochemische stimuli bewegen. Op die manier creëren we een vloeistofstroming op microschaal. Het mooie is dat we daarvoor geen fysieke verbindingen nodig hebben. Dit idee komt van pas in allerlei toepassingen in onder andere de medische wereld, bijvoorbeeld in diagnostische apparaten, biotech toepassingen, en organ-on-a-chip.”
Momenteel is het bedrijf druk bezig met het ontwikkelen van een nieuw prototype. Daarvoor is in totaal meer dan €200.000 opgehaald; “iets waar we enorm trots op zijn”, zegt Van der Sanden. Zo ontving het bedrijf samen met de onderzoeksgroep van Den Toonder onder andere de Proof of Concept subsidie van de European Research Council.
Organ-on-a-chip
ARTIC maakt grote sprongen voorwaarts dit jaar. Het eerste station: een pomp ontwikkelen voor organ-on-a-chip toepassingen. Dit zijn microfluidische systemen die menselijke organen nabootsen op een chip, waarmee onderzoekers organen en de ontwikkeling van ziektes kunnen bestuderen zonder gebruik te maken van levende organismen. Een belangrijke toepassing van organ-on-a-chip is het ontwikkelen van medicijnen, zodat dit sneller kan, en met minder dierproeven.
Organen in het lichaam zijn afhankelijk van een vloeistofstroming die continu aanwezig is. Een voorbeeld is de bloedstroming: daarin worden voedingsstoffen naar organen getransporteerd en afvalstoffen afgevoerd; daarnaast blijkt dat de krachten die de stroming teweegbrengt ook belangrijk zijn voor het functioneren van cellen. In traditionele organ-on-a-chip systemen zijn pompjes met slangetjes en buisjes nodig om deze stromingen te simuleren.
Van der Sanden: “De haartjes die we gebruiken worden eenvoudig magnetisch aangestuurd, waardoor ze de vloeistofstroming in het lichaam kunnen nabootsen. Dit is efficiënter en minder arbeidsintensief dan met de traditionele pompen. En ze zijn compatibel met circulerende cellen. Andere pompen beschadigen de cellen en ons systeem doet dat niet.” Bovendien hebben we met de microhaartjes meer controle over de stroming, wat belangrijk is voor een nauwkeurige “fysiologische flow”, die past bij een specifiek orgaan; zo is de stroming van bloed door onze aderen sterker en meer pulserend dan de stroming van bloedplasma in onze nieren.
Een nieuw prototype
Hoewel er al enkele prototypes gemaakt zijn, is er nog verbetering mogelijk. Het vorige prototype is weliswaar compact, maar kan nog niet de gewenste snelheid van de vloeistofstroming genereren. “We ontwikkelen een nieuw systeem dat deze snelheid wel aankan”, aldus de medeoprichter. Daarvoor wordt er dit jaar nog een patent aangevraagd.
Samenwerken met partners
Na het ontwikkelen van het prototype gaat ARTIC testen uitvoeren samen met relevante partners, zoals ontwikkelaars van organ-on-a-chip systemen en farmaceutische bedrijven. ARTIC is via de onderzoeksgroep van co-founder Den Toonder gelinkt aan SMART Organ-on-Chip: een groot Nederlands project gefinancierd door NWO, met als doel een gestandaardiseerd en open Organ-on-Chip platform te ontwikkelen. Het consortium bestaat uit 10 Nederlandse onderzoeksgroepen, evenals 25 bedrijven, instellingen en gezondheidsorganisaties. Onder meer Demcon en Micronit Microtechnologies doen mee.
Ook heeft The Gate, een platform in de Brainportregio waar tech startups in de eerste fase terecht kunnen, een belangrijke rol gespeeld in de totstandkoming van de spinoff, vertelt de masterstudent. “We hebben bij The Gate nuttige trainingen gevolgd en bovendien ons netwerk uitgebreid. Spin-offs en startups in de regio zijn heel open over hun ervaringen en het ophalen van financiering. Iedereen staat klaar om elkaar te helpen. Dat is niet alleen nuttig, maar ook heel leuk.”
Toekomstmuziek
De komende tijd ligt de focus voornamelijk op organ-on-a-chip toepassingen, maar Van der Sanden denkt vast verder. In velden zoals chemische technologie kan de toepassing bijvoorbeeld een belangrijke rol spelen in katalyseprocessen. “Dit is nog toekomstmuziek natuurlijk, maar het is waardevol om nu al te onderzoeken waar we op de lange termijn naartoe kunnen groeien. We hebben dit bedrijf immers opgericht zodat waardevol wetenschappelijk onderzoek niet op de plank blijft liggen.”
Samenwerking
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
