MIT:n lehdistötoimiston verkkosivustolta ladattavat kuvat tarjotaan ei-kaupallisille tahoille, lehdistölle ja yleisölle Creative Commons Attribution Non-Commercial Non-Diriative License -lisenssillä. Et saa muuttaa toimitettuja kuvia, vain rajata niitä sopiva koko. Kuvia kopioitaessa on käytettävä luottoa;Jos sitä ei ole annettu alla, mainitse kuvista "MIT".
MIT:n insinöörit ovat kehittäneet magneettisesti ohjattavan lankamäisen robotin, joka voi aktiivisesti liukua kapeiden, mutkaisten polkujen, kuten aivojen labyrinttimaisen verisuoniston, läpi.
Tulevaisuudessa tämä robottilanka voidaan yhdistää olemassa olevaan endovaskulaariseen teknologiaan, jolloin lääkärit voivat ohjata robottia etänä potilaan aivojen verisuonten läpi, jotta voidaan nopeasti hoitaa tukkeumia ja vaurioita, kuten aneurysmoissa ja aivohalvauksissa esiintyviä.
"Aivohalvaus on viidenneksi yleisin kuolinsyy ja yleisin työkyvyttömyyden syy Yhdysvalloissa.Jos akuutit aivohalvaukset voidaan hoitaa noin ensimmäisten 90 minuutin aikana, potilaiden eloonjääminen voi parantua merkittävästi", sanoo MIT Mechanical Engineering ja Zhao Xuanhe, rakennus- ja ympäristötekniikan apulaisprofessori. tukos tällä "parhaillaan" aikana, voisimme mahdollisesti välttää pysyvän aivovaurion.Se on toivomme."
Zhao ja hänen tiiminsä, mukaan lukien johtava kirjailija Yoonho Kim, MIT:n konetekniikan laitoksen jatko-opiskelija, kuvailevat pehmeää robottisuunnitteluaan tänään Science Robotics -lehdessä. Muita julkaisun kirjoittajia ovat MIT:n jatko-opiskelija saksalainen Alberto Parada ja vieraileva opiskelija. Shengduo Liu.
Veritulppien poistamiseksi aivoista lääkärit suorittavat yleensä endovaskulaarisen leikkauksen, minimaalisesti invasiivisen toimenpiteen, jossa kirurgi työntää ohuen langan potilaan päävaltimon läpi, yleensä jalassa tai nivusissa. Fluoroskopian ohjauksessa, joka käyttää röntgensäteitä samanaikaisesti Kuva verisuonista, kirurgi kääntää sitten langan manuaalisesti vaurioituneisiin aivojen verisuoniin. Katetri voidaan sitten kuljettaa lankaa pitkin lääkkeen tai hyytymän palautuslaitteen toimittamiseksi vaurioituneelle alueelle.
Toimenpide voi olla fyysisesti vaativa, Kim sanoi, ja vaatii kirurgien erityiskoulutusta kestämään fluoroskopian toistuvaa säteilyaltistusta.
"Se on erittäin vaativa taito, ja kirurgia ei yksinkertaisesti ole tarpeeksi palvelemaan potilaita, etenkään esikaupunkialueilla tai maaseudulla", Kim sanoi.
Tällaisissa toimenpiteissä käytettävät lääketieteelliset ohjauslangat ovat passiivisia, eli niitä on käsiteltävä manuaalisesti, ja ne on usein valmistettu metalliseoksesta ja päällystetty polymeerillä, joka Kimin mukaan voi aiheuttaa kitkaa ja vahingoittaa verisuonten limakalvoa. tiukka tila.
Tiimi ymmärsi, että heidän laboratorionsa kehitys voisi auttaa parantamaan tällaisia ​​endovaskulaarisia toimenpiteitä sekä ohjauslankojen suunnittelussa että vähentämään lääkäreiden altistumista kaikelle asiaan liittyvälle säteilylle.
Muutaman viime vuoden aikana tiimi on kerännyt asiantuntemusta hydrogeeleistä (bioyhteensopivista materiaaleista, jotka on valmistettu enimmäkseen vedestä) ja 3D-tulostukseen magneettikäyttöisistä materiaaleista, jotka voidaan suunnitella ryömimään, hyppäämään ja jopa nappaamaan palloa yksinkertaisesti seuraamalla magneetti.
Uudessa artikkelissa tutkijat yhdistivät työnsä hydrogeeleihin ja magneettiseen toimiin tuottaakseen magneettisesti ohjattavan, hydrogeelipinnoitetun robottilangan tai ohjauslangan, jonka he pystyivät tekemään riittävän ohueksi ohjaamaan verisuonia magneettisesti todellisen kokoisten silikonireplica-aivojen läpi. .
Robottilangan ydin on valmistettu nikkeli-titaaniseoksesta eli "nitinolista", materiaalista, joka on sekä taivutettava että joustava. Toisin kuin ripustimet, jotka säilyttävät muotonsa taivutettuna, nitinolilanka palautuu alkuperäiseen muotoonsa, jolloin se on enemmän joustavuutta käärittaessa tiukkoja, mutkaisia ​​verisuonia.Tiimi pinnoitti langan ytimen kumitahnalla tai musteella ja upotti siihen magneettisia hiukkasia.
Lopuksi he käyttivät aiemmin kehittämäänsä kemiallista prosessia magneettisen päällyksen päällystämiseen ja sitomiseen hydrogeelillä – materiaalilla, joka ei vaikuta alla olevien magneettisten hiukkasten herkkyyteen, mutta tarjoaa silti sileän, kitkattoman ja biologisesti yhteensopivan pinnan.
He esittelivät robottilangan tarkkuuden ja aktivoinnin käyttämällä suurta magneettia (kuten nuken köyttä) ohjaamaan langan pienen silmukan esteradan läpi, joka muistuttaa neulansilmän läpi kulkevaa lankaa.
Tutkijat testasivat lankaa myös aivojen tärkeimpien verisuonten, mukaan lukien hyytymät ja aneurysmat, todellisen kokoisessa silikonikopiossa, joka matki todellisen potilaan aivojen CT-skannauksia.Tiimi täytti silikonisäiliön nesteellä, joka jäljittelee veren viskositeettia. , sitten käsin käsin käsin suuria magneetteja mallin ympärillä ohjaamaan robottia säiliön käämitysreitin läpi.
Robottilangat voidaan funktionalisoida, Kim sanoo, mikä tarkoittaa, että toiminnallisuutta voidaan lisätä – esimerkiksi toimittaa lääkkeitä, jotka vähentävät verihyytymiä tai katkaisivat tukkeumia laserilla. Jälkimmäisen osoittamiseksi tiimi korvasi lankojen nitinoliytimet optisilla kuiduilla ja havaitsi, että he voisivat ohjata robottia magneettisesti ja aktivoida laserin, kun se saavutti kohdealueen.
Kun tutkijat vertasivat hydrogeelillä päällystettyä robottilankaa päällystämättömään robottilankaan, he havaitsivat, että hydrogeeli tarjosi langalle kipeästi kaivattua liukasetua, jolloin se pystyi liukumaan ahtaampien tilojen läpi ilman, että se ei jäänyt jumiin. tämä ominaisuus on avainasemassa estämään kitkaa ja vaurioita suonen vuorauksessa, kun lankaa kuljetetaan.
"Yksi leikkaushaaste on kyetä kulkemaan aivojen monimutkaisten verisuonten läpi, jotka ovat halkaisijaltaan niin pieniä, etteivät kaupalliset katetrit pääse käsiksi", sanoi Kyujin Cho, konetekniikan professori Soulin kansallisesta yliopistosta."Tämä tutkimus osoittaa, kuinka tämä haaste voitetaan.mahdollista ja mahdollistaa kirurgiset toimenpiteet aivoissa ilman avointa leikkausta."
Kuinka tämä uusi robottilanka suojaa kirurgeja säteilyltä? Magneettisesti ohjattava ohjauslanka eliminoi kirurgien tarpeen työntää lankaa potilaan verisuoniin, Kim sanoi. Tämä tarkoittaa, että lääkärin ei myöskään tarvitse olla lähellä potilasta ja , mikä tärkeintä, fluoroskooppi, joka tuottaa säteilyä.
Lähitulevaisuudessa hän näkee endovaskulaarisen kirurgian, jossa käytetään olemassa olevaa magneettitekniikkaa, kuten suuria magneetteja, joiden avulla lääkärit voivat olla leikkaussalin ulkopuolella, kaukana potilaiden aivoja kuvaavista fluoroskoopeista tai jopa täysin eri paikoissa.
"Olemassa olevat alustat voivat soveltaa magneettikenttää potilaaseen ja tehdä fluoroskopiaa samanaikaisesti, ja lääkäri voi ohjata magneettikenttää ohjaussauvalla toisessa huoneessa tai jopa toisessa kaupungissa", Kim sanoi. Käytä olemassa olevaa teknologiaa seuraavassa vaiheessa robottilangan testaamiseen in vivo."
Tutkimuksen rahoitus tuli osittain Office of Naval Researchilta, MIT:n Soldier Nanotechnology Institutelta ja National Science Foundationilta (NSF).
Emolevyn toimittaja Becky Ferreira kirjoittaa, että MIT-tutkijat ovat kehittäneet robottilangan, jota voitaisiin käyttää neurologisten veritulppien tai aivohalvausten hoitoon. Robotit voitaisiin varustaa lääkkeillä tai lasereilla, jotka "voidaan toimittaa aivojen ongelma-alueille.Tämäntyyppinen minimaalisesti invasiivinen tekniikka voi myös auttaa lieventämään neurologisista hätätilanteista, kuten aivohalvauksista, aiheutuvia vahinkoja."
MIT-tutkijat ovat luoneet uuden magnetronirobotiikan langan, joka voi kierrellä ihmisen aivojen läpi, Smithsonian-toimittaja Jason Daley kirjoittaa. ”Tulevaisuudessa se voisi kulkea aivojen verisuonten läpi auttaakseen poistamaan tukkeumia”, Daly selittää.
TechCrunchin toimittaja Darrell Etherington kirjoittaa, että MI-tutkijat ovat kehittäneet uuden robottilangan, jota voitaisiin käyttää aivoleikkauksen tekemiseen vähemmän invasiivisiksi. Etherington selitti, että uusi robottilanka "voi tehdä aivoverenkierron ongelmien, kuten tukosten ja tukosten, hoitamisesta helpompaa ja helpommin saatavilla olevaa hoitoa. vaurioita, jotka voivat johtaa aneurysmiin ja aivohalvauksiin."
MIT-tutkijat ovat kehittäneet uuden magneettisesti ohjatun robottimadon, joka voisi jonain päivänä auttaa tekemään aivoleikkauksista vähemmän invasiivisia, raportoi New Scientistin Chris Stocker-Walker. Kun sitä testataan ihmisaivojen piimallilla, "robotti voi kiemurrella läpi vaikeasti päästä verisuoniin."
Gizmodon toimittaja Andrew Liszewski kirjoittaa, että MIT:n tutkijoiden kehittämää uutta lankamäistä robottityötä voitaisiin käyttää aivohalvauksia aiheuttavien tukosten ja hyytymien nopeaan poistamiseen.” Robotit eivät pystyneet ainoastaan ​​nopeuttamaan aivohalvauksen jälkeistä leikkausta, vaan myös vähentämään säteilyaltistusta. joita kirurgien on usein kestettävä”, Liszewski selitti.