Изображенията, достъпни за изтегляне от уебсайта на пресслужбата на MIT, се предоставят на нетърговски субекти, пресата и обществеността съгласно нетърговски непроизводен лиценз Creative Commons Attribution. Не трябва да променяте предоставените изображения, а само да ги изрязвате до подходящ размер. При копиране на изображения трябва да се използва кредит;ако не е посочено по-долу, кредитирайте „MIT“ за изображения.
Инженерите от Масачузетския технологичен институт са разработили магнитно управляем подобен на тел робот, който може активно да се плъзга през тесни, криволичещи пътеки, като лабиринтната васкулатура на мозъка.
В бъдеще тази роботизирана нишка може да се комбинира със съществуваща ендоваскуларна технология, позволявайки на лекарите дистанционно да насочват робот през мозъчните кръвоносни съдове на пациента за бързо лечение на блокажи и лезии, като тези, които се появяват при аневризми и инсулти.
„Инсултът е петата водеща причина за смърт и водеща причина за инвалидност в Съединените щати.Ако острите инсулти могат да бъдат лекувани през първите 90 минути или повече, преживяемостта на пациентите може значително да се подобри“, казват от MIT Mechanical Engineering и Zhao Xuanhe, доцент по гражданско и екологично инженерство, казаха. „Ако можем да проектираме устройство за обръщане на съдови блокиране по време на този „най-добър” период, бихме могли потенциално да избегнем трайно увреждане на мозъка.Това е нашата надежда.”
Zhao и неговият екип, включително водещият автор Yoonho Kim, завършил студент в катедрата по машинно инженерство на MIT, описват дизайна на техния мек робот днес в списанието Science Robotics. Други съавтори на статията са завършилият студент на MIT Герман Алберто Парада и гостуващ студент Шенгдуо Лиу.
За да отстранят кръвни съсиреци от мозъка, лекарите обикновено извършват ендоваскуларна хирургия, минимално инвазивна процедура, при която хирургът вкарва тънка нишка през главната артерия на пациента, обикновено в крака или слабините. Под флуороскопско ръководство, което използва рентгенови лъчи за едновременно изображение на кръвоносните съдове, след това хирургът ръчно завърта жицата нагоре в увредените мозъчни кръвоносни съдове. След това катетърът може да бъде прекаран по жицата, за да достави лекарството или устройството за извличане на съсирек в засегнатата област.
Процедурата може да бъде физически тежка, каза Ким, и изисква хирурзите да бъдат специално обучени, за да издържат на многократното облъчване на флуороскопията.
„Това е много изискващо умение и просто няма достатъчно хирурзи, които да обслужват пациентите, особено в крайградските или селските райони“, каза Ким.
Медицинските водачи, използвани при такива процедури, са пасивни, което означава, че трябва да се манипулират ръчно и често са направени от сърцевина от метална сплав и са покрити с полимер, който според Ким може да създаде триене и да увреди лигавицата на кръвоносните съдове. Временно заклещен в тясно пространство.
Екипът осъзна, че разработките в тяхната лаборатория могат да помогнат за подобряване на такива ендоваскуларни процедури, както при проектирането на направляващи проводници, така и при намаляване на излагането на лекарите на всяка свързана радиация.
През последните няколко години екипът натрупа опит в хидрогелове (биосъвместими материали, направени предимно от вода) и 3D печат на магнитно-задействани материали, които могат да бъдат проектирани да пълзят, скачат и дори да хващат топка, просто като следват посоката на магнит.
В новата статия изследователите комбинират работата си върху хидрогелове и магнитно задействане, за да произведат магнитно управляема, покрита с хидрогел роботизирана жица или направляваща жица, която успяха да направят достатъчно тънка, за да направляват по магнитен път кръвоносните съдове през мозъци от силиконови реплики в реален размер .
Сърцевината на роботизираната тел е направена от никел-титаниева сплав или „нитинол“, материал, който е едновременно огъващ се и еластичен. За разлика от закачалките, които запазват формата си при огъване, нитиноловата тел се връща в първоначалната си форма, придавайки й повече гъвкавост при увиване на стегнати, извити кръвоносни съдове. Екипът покри сърцевината на жицата с гумена паста или мастило и вгради магнитни частици в нея.
И накрая, те използваха химичен процес, който преди това бяха разработили, за да покрият и свържат магнитното покритие с хидрогел - материал, който не влияе на отзивчивостта на долните магнитни частици, като същевременно осигурява гладка, без триене, биосъвместима повърхност.
Те демонстрираха прецизността и активирането на роботизираната жица, като използваха голям магнит (подобно на въже на кукла), за да насочат телта през препятствието на малка примка, напомняща на тел, минаваща през ухото на игла.
Изследователите също така тестваха жицата в силиконова реплика в реален размер на основните кръвоносни съдове на мозъка, включително съсиреци и аневризми, които имитираха компютърна томография на истински мозък на пациент. Екипът напълни силиконов контейнер с течност, която имитира вискозитета на кръвта , след това ръчно манипулира големи магнити около модела, за да води робота през криволичещата, тясна пътека на контейнера.
Роботизираните нишки могат да бъдат функционализирани, казва Ким, което означава, че може да се добави функционалност - например доставяне на лекарства, които намаляват кръвните съсиреци или разбиване на блокажи с лазери. За да демонстрира последното, екипът замени нитиноловите сърцевини на нишките с оптични влакна и установи, че те биха могли магнитно да насочват робота и да активират лазера, след като достигне целевата зона.
Когато изследователите сравняват покритата с хидрогел роботизирана тел с непокритата роботизирана жица, те откриват, че хидрогелът осигурява на жицата така необходимото хлъзгаво предимство, позволявайки й да се плъзга през по-тесни пространства, без да се заклещи. При ендоваскуларни процедури, това свойство ще бъде от ключово значение за предотвратяване на триене и повреда на обвивката на съда при преминаване на конеца.
„Едно предизвикателство в хирургията е да можем да преминем през сложните кръвоносни съдове в мозъка, които са с толкова малък диаметър, че търговските катетри не могат да достигнат“, каза Кюджин Чо, професор по машинно инженерство в Националния университет в Сеул.„Това проучване показва как да се преодолее това предизвикателство.потенциал и позволяват хирургични процедури в мозъка без отворена операция.
Как тази нова роботизирана нишка предпазва хирурзите от радиация? Магнитно управляемият водач елиминира необходимостта хирурзите да натискат жицата в кръвоносния съд на пациента, каза Ким. Това означава, че лекарят също не трябва да е близо до пациента и , което е по-важно, флуороскопът, който произвежда радиацията.
В близко бъдеще той предвижда ендоваскуларна хирургия, включваща съществуваща магнитна технология, като двойки големи магнити, позволяващи на лекарите да бъдат извън операционната зала, далеч от флуороскопи, които изобразяват мозъците на пациентите, или дори на напълно различни места.
„Съществуващите платформи могат да прилагат магнитно поле към пациент и да извършват флуороскопия едновременно, а лекарят може да контролира магнитното поле с джойстик в друга стая или дори в различен град“, каза Ким. „Надяваме се да използвайте съществуващата технология в следващата стъпка, за да тествате нашата роботизирана нишка in vivo.
Финансирането на изследването дойде отчасти от Службата за военноморски изследвания, Института за нанотехнологии на войниците на MIT и Националната научна фондация (NSF).
Репортерът на дънната платка Беки Ферейра пише, че изследователи от Масачузетския технологичен институт са разработили роботизирана нишка, която може да се използва за лечение на неврологични кръвни съсиреци или инсулти. Роботите могат да бъдат оборудвани с лекарства или лазери, които „могат да бъдат доставени до проблемни области на мозъка.Този тип минимално инвазивна технология може също да помогне за смекчаване на щетите от неврологични спешни състояния като инсулти.
Изследователи от Масачузетския технологичен институт са създали нова нишка на магнетронна роботика, която може да лъкатуши през човешкия мозък, пише репортерът от Смитсониън Джейсън Дейли. „В бъдеще тя може да пътува през кръвоносните съдове в мозъка, за да помогне за изчистване на блокажи“, обяснява Дейли.
Репортерът на TechCrunch Даръл Етерингтън пише, че изследователите на MI са разработили нова роботизирана нишка, която може да се използва, за да направи мозъчната хирургия по-малко инвазивна. Етерингтън обясни, че новата роботизирана нишка може „да направи по-лесно и по-достъпно лечението на цереброваскуларни проблеми, като блокажи и лезии, които могат да доведат до аневризми и инсулти.
Изследователи от Масачузетския технологичен институт са разработили нов магнитно контролиран роботизиран червей, който един ден може да помогне да се направи мозъчната хирургия по-малко инвазивна, съобщава Крис Стокър-Уокър от New Scientist. Когато се тества върху силиконов модел на човешкия мозък, „роботът може да се извива през трудни за... достигат до кръвоносните съдове.”
Репортерът на Gizmodo Андрю Лишевски пише, че нова нишковидна роботизирана работа, разработена от изследователи от MIT, може да се използва за бързо изчистване на блокажи и съсиреци, които причиняват инсулти. които хирурзите често трябва да издържат“, обясни Лишевски.