Сликите достапни за преземање на веб-страницата на Канцеларијата за печат на МИТ се доставени до некомерцијални субјекти, печатот и јавноста под лиценца Creative Commons Attribution Non-Commercial Non-Derivative. Не смеете да ги менувате дадените слики, туку само да ги исечете на соодветна големина.Кредитот мора да се користи при копирање слики;ако не е дадено подолу, кредитирајте „MIT“ за сликите.
Инженерите на МИТ развија магнетски управувачки робот сличен на жица, кој може активно да се лизга низ тесни, кривулести патеки, како што е лавиринтската васкулатура на мозокот.
Во иднина, оваа роботска нишка може да се комбинира со постоечката ендоваскуларна технологија, што ќе им овозможи на лекарите далечински да водат робот низ крвните садови на мозокот на пациентот за брзо лекување на блокади и лезии, како што се оние што се јавуваат при аневризми и мозочни удари.
„Мозочниот удар е петта водечка причина за смрт и водечка причина за инвалидитет во Соединетите држави.Ако акутните мозочни удари можат да се третираат во првите 90 минути или така, преживувањето на пациентот може значително да се подобри“, велат од MIT Mechanical Engineering и Zhao Xuanhe, вонреден професор по градежништво и инженерство на животната средина. блокада за време на овој „прајм-тајм“ период, потенцијално би можеле да избегнеме трајно оштетување на мозокот.Тоа е нашата надеж“.
Жао и неговиот тим, вклучително и водечкиот автор Јонхо Ким, дипломиран студент на Катедрата за машинско инженерство на МИТ, го опишуваат нивниот мек дизајн на роботи денес во списанието Science Robotics. Други коавтори на трудот се дипломираниот студент на МИТ, Германецот Алберто Парада и студент во посета Шенгдуо Лиу.
За да се отстранат згрутчувањето на крвта од мозокот, лекарите обично вршат ендоваскуларна операција, минимално инвазивна процедура во која хирургот внесува тенка нишка низ главната артерија на пациентот, обично во ногата или препоните. сликајте ги крвните садови, хирургот потоа рачно ја ротира жицата нагоре во оштетените мозочни крвни садови. Катетерот потоа може да се помине по жицата за да се достави лекот или уредот за вадење згрутчување на погодената област.
Постапката може да биде физички напорна, рече Ким, и бара хирурзите да бидат специјално обучени за да издржат повеќекратно изложување на зрачење на флуороскопија.
„Тоа е многу напорна вештина и едноставно нема доволно хирурзи да им служат на пациентите, особено во приградските или руралните области“, рече Ким.
Медицинските водич што се користат во таквите процедури се пасивни, што значи дека мора да се манипулираат рачно, и често се направени од јадро од метална легура и обложени со полимер, за кој Ким вели дека може да создаде триење и да ја оштети обвивката на крвните садови. Привремено се заглавени во особено тесен простор.
Тимот сфати дека развојот на нивната лабораторија може да помогне во подобрувањето на ваквите ендоваскуларни процедури, како во дизајнот на водич, така и во намалувањето на изложеноста на лекарите на кое било поврзано зрачење.
Во текот на изминатите неколку години, тимот изгради експертиза за хидрогели (биокомпатибилни материјали претежно направени од вода) и 3D печатење на магнето-активирани материјали кои можат да бидат дизајнирани да ползат, скокаат, па дури и да фатат топка, само следејќи ја насоката на магнет.
Во новиот труд, истражувачите ја комбинираа својата работа на хидрогелите и магнетното активирање за да произведат магнетно управувана, роботска жица обложена со хидрогел или водилка, која можеше да ја направи доволно тенка за магнетно да ги води крвните садови низ мозоците со силиконска реплика во природна големина. .
Јадрото на роботската жица е направено од легура на никел-титаниум, или „нитинол“, материјал кој истовремено е виткан и еластичен. флексибилност при обвиткување тесни, извиткувачки крвни садови. Тимот го обложи јадрото на жицата со гумена паста или мастило и вгради магнетни честички во неа.
Конечно, тие користеа хемиски процес што претходно го развиле за да го обложат и врзат магнетното прекривка со хидрогел - материјал кој не влијае на одзивноста на основните магнетни честички, а сепак обезбедува мазна, биокомпатибилна површина без триење.
Тие ја демонстрираа прецизноста и активирањето на роботската жица со користење на голем магнет (слично како јаже од кукла) за да ја води жицата низ препреката на мала јамка, која потсетува на жица што минува низ окото на иглата.
Истражувачите, исто така, ја тестирале жицата во силиконска реплика во природна големина на главните крвни садови на мозокот, вклучувајќи згрутчување и аневризми, кои имитирале КТ скенови на мозокот на вистинскиот пациент. Тимот наполнил силиконски сад со течност што ја имитира вискозноста на крвта , потоа рачно манипулираше со големи магнети околу моделот за да го води роботот низ кривулестата, тесна патека на контејнерот.
Роботските нишки може да се функционализираат, вели Ким, што значи дека може да се додаде функционалност - на пример, испорака на лекови кои го намалуваат згрутчувањето на крвта или кршење блокади со ласери. За да го демонстрира второто, тимот ги замени јадрата на нитинол со оптички влакна и откри дека тие можеа магнетски да го водат роботот и да го активираат ласерот штом ќе стигне до целната област.
Кога истражувачите ја споредиле роботската жица обложена со хидрогел со необложената роботска жица, откриле дека хидрогелот и дава на жицата потребната лизгава предност, овозможувајќи и да се лизга низ потесни простори без да се заглавува. Во ендоваскуларните процедури, ова својство ќе биде клучно за спречување на триење и оштетување на облогата на садот додека се поминува конецот.
„Еден предизвик во хирургијата е способноста да се помине низ сложените крвни садови во мозокот кои се толку мали во дијаметар што комерцијалните катетри не можат да стигнат“, рече Кјуџин Чо, професор по механички инженеринг на Националниот универзитет во Сеул.„Оваа студија покажува како да се надмине овој предизвик.потенцијал и овозможуваат хируршки процедури во мозокот без отворена операција“.
Како оваа нова роботска нишка ги штити хирурзите од зрачење? Водечката жица со магнетно управување ја елиминира потребата хирурзите да ја турнат жицата во крвниот сад на пациентот, рече Ким. Ова значи дека лекарот исто така не мора да биде блиску до пациентот и , што е уште поважно, флуороскопот што произведува зрачење.
Во блиска иднина, тој ја замислува ендоваскуларната хирургија која ќе вклучува постоечка магнетна технологија, како што се парови големи магнети, што ќе им овозможи на лекарите да бидат надвор од операционата сала, подалеку од флуороскопи кои го сликаат мозокот на пациентите, па дури и на сосема различни локации.
„Постоечките платформи можат да применат магнетно поле на пациент и во исто време да направат флуороскопија, а лекарот може да го контролира магнетното поле со џојстик во друга просторија, па дури и во друг град“, рече Ким. користете ја постоечката технологија во следниот чекор за да ја тестирате нашата роботска нишка in vivo“.
Финансирањето за истражувањето делумно дојде од Канцеларијата за поморски истражувања, Институтот за нанотехнологија за војници на MIT и Националната научна фондација (NSF).
Репортерката на матичната плоча Беки Фереира пишува дека истражувачите од МИТ развиле роботска нишка која може да се користи за лекување на невролошки згрутчувања на крвта или мозочни удари.Овој тип на минимално инвазивна технологија, исто така, може да помогне во ублажување на штетата од невролошки итни случаи, како што се мозочните удари“.
Истражувачите од МИТ создадоа нова нишка на магнетронска роботика која може да се движи низ човечкиот мозок, пишува новинарот од Смитсонијан Џејсон Дејли.
Новинарот на TechCrunch, Дарел Етерингтон, пишува дека истражувачите на МИ развиле нова роботска нишка што може да се користи за да ја направи операцијата на мозокот помалку инвазивна. лезии кои можат да доведат до аневризми и мозочни удари“.
Истражувачите од MIT развија нов магнетно контролиран роботски црв кој еден ден може да помогне да се направи операцијата на мозокот помалку инвазивна, известува Крис Стокер-Вокер од New Scientist. Кога се тестира на силиконски модел на човечкиот мозок, „роботот може да се извива низ тешко допре до крвните садови“.
Новинарот на Gizmodo, Ендрју Лишевски, пишува дека новата роботска работа слична на нишка, развиена од истражувачите на МИТ, може да се користи за брзо отстранување на блокадите и згрутчувањето што предизвикуваат мозочни удари. што хирурзите често мора да го издржат“, објасни Лишевски.