Слике доступне за преузимање на веб-страници МИТ Пресс Оффице-а се дају некомерцијалним субјектима, штампи и јавности под Цреативе Цоммонс Аттрибутион некомерцијалном неизводљивом лиценцом. Не смете мењати достављене слике, само их исећи одговарајућа величина. Кредит се мора користити приликом копирања слика;ако није наведено испод, кредитирајте „МИТ“ за слике.
Инжењери МИТ-а развили су магнетно управљивог робота налик жици који може активно да клизи кроз уске, кривудаве стазе, као што је лавиринт васкулатуре мозга.
У будућности, ова роботска нит се може комбиновати са постојећом ендоваскуларном технологијом, омогућавајући лекарима да даљински воде робота кроз крвне судове мозга пацијента како би брзо лечили блокаде и лезије, као што су оне које се јављају код анеуризме и можданог удара.
„Мождани удар је пети водећи узрок смрти и водећи узрок инвалидитета у Сједињеним Државама.Ако се акутни мождани удари могу лечити у првих 90 минута, преживљавање пацијената може бити значајно побољшано“, кажу МИТ Машинско инжењерство и Зхао Ксуанхе, ванредни професор грађевинског и еколошког инжењерства, рекли су „Ако можемо да дизајнирамо уређај за преокрет васкуларног блокада током овог 'приме тиме' периода, потенцијално бисмо могли да избегнемо трајно оштећење мозга.То је наша нада.”
Зхао и његов тим, укључујући главног аутора Иоонхо Ким, постдипломца на одсеку за машинство МИТ-а, описују свој дизајн меког робота данас у часопису Сциенце Роботицс. Други коаутори рада су дипломирани студент МИТ-а Немац Алберто Парада и гостујући студент Схенгдуо Лиу.
Да би уклонили крвне угрушке из мозга, лекари обично изводе ендоваскуларну хирургију, минимално инвазивну процедуру у којој хирург убацује танку нит кроз пацијентову главну артерију, обично у ногу или препоне. Под флуороскопским навођењем, који користи рендгенске зраке да истовремено снимите крвне судове, хирург затим ручно ротира жицу нагоре у оштећене крвне судове мозга. Катетер се затим може провући дуж жице како би се лек или уређај за узимање угрушка испоручио на захваћено подручје.
Процедура може бити физички захтевна, рекла је Ким, и захтева од хирурга да буду посебно обучени да издрже поновљено излагање зрачењу флуороскопије.
„То је веома захтевна вештина и једноставно нема довољно хирурга који би опслуживали пацијенте, посебно у приградским или руралним областима“, рекао је Ким.
Медицинске жице које се користе у таквим процедурама су пасивне, што значи да се њима мора манипулисати ручно, и често су направљене од језгра од легуре метала и обложене полимером, за који Ким каже да може да створи трење и оштети облогу крвних судова. Привремено заглављени у посебно тесан простор.
Тим је схватио да развој у њиховој лабораторији може помоћи да се побољшају такве ендоваскуларне процедуре, како у дизајну водича, тако и у смањењу изложености лекара било каквом повезаном зрачењу.
Током протеклих неколико година, тим је изградио стручност у хидрогеловима (биокомпатибилним материјалима који су углавном направљени од воде) и 3Д штампаним материјалима који се активирају магнетом који могу бити дизајнирани да пузе, скачу, па чак и да хватају лопту, само пратећи правац кретања. Магнет.
У новом раду, истраживачи су комбиновали свој рад на хидрогеловима и магнетном активирању како би произвели роботску жицу која се магнетно управља, хидрогелом обложену жицом или жицом водичем, коју су могли да направе довољно танком да магнетно води крвне судове кроз силиконске реплике мозга у природној величини. .
Језгро роботске жице је направљено од легуре никл-титанијума или „нитинола“, материјала који је и савитљив и еластичан. За разлику од вешалица, које задржавају свој облик када се савијају, нитинол жица се враћа у првобитни облик, дајући јој више флексибилност при омотавању чврстих, вијугавих крвних судова. Тим је премазао језгро жице гуменом пастом или мастилом и уградио магнетне честице у њега.
Коначно, користили су хемијски процес који су претходно развили за облагање и везивање магнетног слоја хидрогелом - материјалом који не утиче на одзив основних магнетних честица, док и даље пружа глатку, биокомпатибилну површину без трења.
Они су демонстрирали прецизност и активирање роботске жице коришћењем великог магнета (слично као марионетски конопац) за вођење жице кроз низ препрека мале петље, која подсећа на жицу која пролази кроз ушицу игле.
Истраживачи су такође тестирали жицу у силиконској реплици главних крвних судова мозга у природној величини, укључујући угрушке и анеуризме, који су имитирали ЦТ скенирање мозга стварног пацијента. Тим је напунио силиконску посуду течношћу која имитира вискозитет крви , затим ручно манипулисали великим магнетима око модела да би водили робота кроз кривудаву, уску стазу контејнера.
Роботске нити се могу функционализовати, каже Ким, што значи да се може додати функционалност — на пример, испорука лекова који смањују крвне угрушке или разбијање блокада ласерима. Да би демонстрирали ово последње, тим је заменио нитинол језгра нити оптичким влакнима и открио да могли су магнетно водити робота и активирати ласер када стигне до циљаног подручја.
Када су истраживачи упоредили роботску жицу обложену хидрогелом са роботском жицом без премаза, открили су да хидрогел пружа жици преко потребну клизаву предност, омогућавајући јој да клизи кроз уже просторе без да се заглави. У ендоваскуларним процедурама, ово својство ће бити кључно за спречавање трења и оштећења облоге посуде док се нит прође.
„Један изазов у ​​хирургији је могућност проласка кроз сложене крвне судове у мозгу који су тако малог пречника да комерцијални катетери не могу да досегну“, рекао је Кјујин Чо, професор машинства на Националном универзитету у Сеулу.„Ова студија показује како превазићи овај изазов.потенцијал и омогући хируршке процедуре у мозгу без отворене операције.”
Како ова нова роботска нит штити хирурге од зрачења? Магнетско управљива жица елиминише потребу да хирурзи гурају жицу у крвни суд пацијента, рекла је Ким. То значи да лекар такође не мора да буде близу пацијента и , што је још важније, флуороскоп који производи зрачење.
У блиској будућности, он предвиђа ендоваскуларну хирургију која укључује постојећу магнетну технологију, као што су парови великих магнета, који омогућавају лекарима да буду изван операционе сале, далеко од флуороскопа који снимају мозак пацијената, или чак на потпуно различитим локацијама.
„Постојеће платформе могу применити магнетно поље на пацијента и извршити флуороскопију у исто време, а лекар може да контролише магнетно поље помоћу џојстика у другој просторији, или чак у другом граду“, рекао је Ким. користите постојећу технологију у следећем кораку да тестирате нашу роботску нит ин виво.
Финансирање истраживања је делимично дошло од Канцеларије за поморска истраживања, Института за нанотехнологију војника МИТ-а и Националне научне фондације (НСФ).
Новинарка матичне плоче Беки Фереира пише да су истраживачи са МИТ-а развили роботску нит која би се могла користити за лечење неуролошких крвних угрушака или можданог удара. Роботи би могли да буду опремљени лековима или ласерима који би „могли да се испоруче у проблематична подручја мозга.Ова врста минимално инвазивне технологије такође може помоћи у ублажавању оштећења узрокованих неуролошким хитним случајевима као што су мождани удари.
Истраживачи са МИТ-а створили су нову нит магнетронске роботике која може да вијуга кроз људски мозак, пише репортер Смитхсониан-а Џејсон Дејли. „У будућности би могао да путује кроз крвне судове у мозгу како би помогао у уклањању блокада“, објашњава Дејли.
Репортер ТецхЦрунцх-а Даррелл Етхерингтон пише да су истраживачи МИ развили нову роботску нит која би се могла користити да операција на мозгу буде мање инвазивна. Етхерингтон је објаснио да би нова роботска нит „могла учинити лакшим и доступнијим лијечење цереброваскуларних проблема, као што су блокаде и лезије које могу довести до анеуризме и можданог удара.”
Истраживачи са МИТ-а развили су новог магнетно контролисаног роботског црва који би једног дана могао помоћи да операција на мозгу буде мање инвазивна, извјештава Цхрис Стоцкер-Валкер из Нев Сциентист-а. Када се тестира на силиконском моделу људског мозга, „робот може проћи кроз тешко за- допре до крвних судова."
Новинар Гизмода Андрев Лисзевски пише да би нови роботски рад који су развили истраживачи МИТ-а могао да се користи за брзо уклањање блокада и угрушака који узрокују мождане ударе.” Роботи не само да могу да учине операцију након можданог удара бржом и бржом, већ и да смање изложеност радијацији да хирурзи често морају да трпе“, објаснио је Лишевски.