MIT Pressibüroo veebisaidil allalaadimiseks saadaval olevaid pilte pakutakse mitteärilistele üksustele, ajakirjandusele ja avalikkusele Creative Commonsi omistamise mitteärilise mittetuletise litsentsi alusel. Te ei tohi esitatud pilte muuta, vaid neid ainult kärpida sobiv suurus. Piltide kopeerimisel tuleb kasutada krediiti;kui seda ei ole allpool toodud, märkige piltide eest "MIT".
MIT-i insenerid on välja töötanud magnetiliselt juhitava traaditaolise roboti, mis suudab aktiivselt libiseda läbi kitsaste käänuliste radade, näiteks aju labürindikujulise veresoonkonna.
Tulevikus võidakse seda robotniiti kombineerida olemasoleva endovaskulaarse tehnoloogiaga, mis võimaldab arstidel juhtida robotit kaugjuhtimisega läbi patsiendi ajuveresoonte, et kiiresti ravida ummistusi ja kahjustusi, nagu need, mis tekivad aneurüsmide ja insultide korral.
"Insult on Ameerika Ühendriikides viies peamine surmapõhjus ja peamine puude põhjus.Kui ägedaid insulte saab ravida umbes esimese 90 minuti jooksul, võib patsientide ellujäämine oluliselt paraneda,“ ütlesid MIT Mehhaaniline ehitus ning tsiviil- ja keskkonnatehnika dotsent Zhao Xuanhe. ummistus selle parima aja jooksul, võiksime potentsiaalselt vältida püsivat ajukahjustust.See on meie lootus."
Zhao ja tema meeskond, sealhulgas juhtivautor Yoonho Kim, MIT-i masinaehituse osakonna magistrant, kirjeldavad oma tänast pehmet roboti disaini ajakirjas Science Robotics. Teised artikli kaasautorid on MIT-i magistrant German Alberto Parada ja külalisüliõpilane. Shengduo Liu.
Verehüüvete eemaldamiseks ajust teevad arstid tavaliselt endovaskulaarset operatsiooni, minimaalselt invasiivset protseduuri, mille käigus kirurg sisestab peenikese niidi läbi patsiendi peaarteri, tavaliselt jalas või kubemes. Fluoroskoopilise juhtimise all, mis kasutab üheaegselt röntgenikiirgust. Kujutage veresooni, pöörab kirurg seejärel traadi käsitsi kahjustatud ajuveresoontesse. Seejärel saab kateetri mööda traati edasi lükata, et toimetada ravim või trombide eemaldamise seade kahjustatud piirkonda.
Kim ütles, et protseduur võib olla füüsiliselt raske ja nõuab, et kirurgid oleksid spetsiaalselt koolitatud, et taluda korduvat fluoroskoopia kiirgust.
"See on väga nõudlik oskus ja patsientide teenindamiseks pole lihtsalt piisavalt kirurge, eriti äärelinnas või maapiirkondades," ütles Kim.
Sellistes protseduurides kasutatavad meditsiinilised juhttraadid on passiivsed, mis tähendab, et neid tuleb käsitsi käsitseda ning need on sageli valmistatud metallisulamist südamikust ja kaetud polümeeriga, mis Kimi sõnul võib tekitada hõõrdumist ja kahjustada veresoonte limaskesta. Ajutiselt kinni jäänud kitsas ruum.
Meeskond mõistis, et nende labori areng võib aidata parandada selliseid endovaskulaarseid protseduure nii juhtjuhtmete kujundamisel kui ka arstide kokkupuute vähendamisel mis tahes seotud kiirgusega.
Viimaste aastate jooksul on meeskond kogunud teadmisi hüdrogeelide (enamasti veest valmistatud bioühilduvate materjalide) ja 3D-printimise magnetkäivitatavate materjalide vallas, mida saab kujundada roomamiseks, hüppamiseks ja isegi palli püüdmiseks, järgides lihtsalt juhi suunda. magnet.
Uues artiklis ühendasid teadlased oma töö hüdrogeelide ja magnetkäivituse kallal, et toota magnetiliselt juhitav hüdrogeeliga kaetud robottraat või juhttraat, mille nad suutsid teha piisavalt õhukeseks, et juhtida veresooni magnetiliselt läbi elusuuruses silikoonkoopia aju. .
Robottraadi südamik on valmistatud nikli-titaani sulamist ehk "nitinoolist" – materjalist, mis on nii painutatav kui ka elastne. Erinevalt riidepuudest, mis säilitavad painutamisel oma kuju, taastub nitinooltraat oma esialgse kuju, andes sellele rohkem paindlikkus tihedate, käänuliste veresoonte mähkimisel. Meeskond kattis traadi südamiku kummipasta või tindiga ja sisestas sellesse magnetosakesed.
Lõpuks kasutasid nad eelnevalt välja töötatud keemilist protsessi, et katta ja siduda magnetiline kiht hüdrogeeliga - materjaliga, mis ei mõjuta selle all olevate magnetosakeste tundlikkust, pakkudes samal ajal sileda, hõõrdevaba ja bioühilduva pinna.
Nad demonstreerisid robottraadi täpsust ja aktiveerimist, kasutades suurt magnetit (mis on umbes nagu nukuköis), et juhatada traat läbi väikese silmuse takistusraja, mis meenutab nõelasilmast läbivat traati.
Teadlased katsetasid traati ka aju peamiste veresoonte, sealhulgas trombide ja aneurüsmide, elusuuruses silikoonkoopias, mis jäljendas tegeliku patsiendi aju CT-uuringuid. Töörühm täitis silikoonmahuti vedelikuga, mis jäljendab vere viskoossust. , seejärel manipuleeris mudeli ümber käsitsi suuri magneteid, et juhtida robotit läbi konteineri mähise kitsa tee.
Kim ütleb, et robotniite saab funktsionaliseerida, mis tähendab, et funktsionaalsust saab lisada – näiteks tarnida ravimeid, mis vähendavad verehüübeid või purustades ummistusi laseritega. Viimase demonstreerimiseks asendas meeskond niitide nitinooli südamikud optiliste kiududega ja leidis, et nad võiksid robotit magnetiliselt juhtida ja laserit sihtpiirkonda jõudes aktiveerida.
Kui teadlased võrdlesid hüdrogeeliga kaetud robottraati katmata robottraadiga, leidsid nad, et hüdrogeel andis juhtmele väga vajaliku libeduse, võimaldades sellel libiseda läbi kitsamate ruumide, ilma et see kinni ei jääks. Endovaskulaarsete protseduuride puhul see omadus on võtmeks, et vältida hõõrdumist ja anuma voodri kahjustamist keerme läbimisel.
"Üks väljakutse kirurgias on võime läbida aju keerulisi veresooni, mis on nii väikese läbimõõduga, et kaubanduslikud kateetrid ei ulatu," ütles Kyujin Cho, Souli riikliku ülikooli masinaehituse professor."See uuring näitab, kuidas sellest väljakutsest üle saada.potentsiaali ja võimaldada kirurgilisi protseduure ajus ilma avatud operatsioonita.
Kuidas see uus robotniit kirurge kiirguse eest kaitseb?Magnetiliselt juhitav juhttraat ei pea kirurgidel juhet patsiendi veresoonde suruma, ütles Kim.See tähendab, et arst ei pea olema ka patsiendi lähedal ja , mis veelgi olulisem, kiirgust tekitav fluoroskoop.
Lähitulevikus näeb ta ette endovaskulaarset kirurgiat, mis hõlmab olemasolevat magnettehnoloogiat, näiteks paare suuri magneteid, mis võimaldab arstidel viibida väljaspool operatsioonituba, eemal patsientide aju pildistavatest fluoroskoopidest või isegi täiesti erinevates kohtades.
"Olemasolevad platvormid saavad rakendada patsiendile magnetvälja ja teha samal ajal fluoroskoopiat ning arst saab juhtida magnetvälja juhtkangiga teises ruumis või isegi teises linnas," ütles Kim. kasutage järgmises etapis olemasolevat tehnoloogiat, et testida meie robotniiti in vivo.
Uurimistöö rahastati osaliselt mereväeuuringute büroost, MIT-i sõdurite nanotehnoloogia instituudist ja riiklikust teadusfondist (NSF).
Emaplaadi reporter Becky Ferreira kirjutab, et MIT-i teadlased on välja töötanud robotniidi, mida saaks kasutada neuroloogiliste verehüüvete või insultide raviks. Robotid võiks olla varustatud ravimite või laseritega, mida "saab toimetada probleemsetesse ajupiirkondadesse.Seda tüüpi minimaalselt invasiivne tehnoloogia võib samuti aidata leevendada neuroloogiliste hädaolukordade, näiteks insultide kahjustusi.
Smithsoniani reporter Jason Daley kirjutab, et MIT-i teadlased on loonud uue magnetronrobootika lõime, mis võib läbida inimaju. "Tulevikus võib see liikuda läbi aju veresoonte, et aidata ummistusi kõrvaldada," selgitab Daly.
TechCrunchi reporter Darrell Etherington kirjutab, et MI teadlased on välja töötanud uue robotlõnga, mida saaks kasutada ajukirurgia vähem invasiivseks muutmiseks. Etherington selgitas, et uus robotniit võib „muuta ajuveresoonkonna probleemide, nagu ummistused ja ummistused, ravi lihtsamaks ja kättesaadavamaks muuta. kahjustused, mis võivad põhjustada aneurüsme ja insulte."
MIT-i teadlased on välja töötanud uue magnetiliselt juhitava robot-ussi, mis võib ühel päeval aidata muuta ajuoperatsiooni vähem invasiivseks, teatab New Scientisti Chris Stocker-Walker. Inimaju ränimudelil katsetades suudab robot läbi vingerdada raskesti jõuda veresoontesse."
Gizmodo reporter Andrew Liszewski kirjutab, et MIT teadlaste poolt välja töötatud uut niidilaadset robottööd saab kasutada insuldi põhjustavate ummistuste ja trombide kiireks kõrvaldamiseks.” Robotid ei suuda mitte ainult insuldijärgset operatsiooni kiiremini ja kiiremini teha, vaid ka vähendada kiirgusega kokkupuudet. mida kirurgid peavad sageli taluma,” selgitas Liszewski.