სურათები, რომლებიც ხელმისაწვდომია MIT Press Office-ის ვებსაიტზე ჩამოსატვირთად, მიეწოდება არაკომერციულ ერთეულებს, პრესას და საზოგადოებას Creative Commons Attribution Non-Commercial Non-Derivative ლიცენზიით. თქვენ არ უნდა შეცვალოთ მოწოდებული სურათები, მხოლოდ გადაჭრათ ისინი შესაბამისი ზომა. გამოსახულების კოპირებისას გამოყენებული უნდა იყოს კრედიტი;თუ ქვემოთ არ არის მოწოდებული, დაწერეთ "MIT" სურათებისთვის.
MIT-ის ინჟინრებმა შეიმუშავეს მაგნიტურად მართვადი მავთულის მსგავსი რობოტი, რომელსაც შეუძლია აქტიურად სრიალი ვიწრო, მიხვეულ-მოხვეულ ბილიკებში, როგორიცაა ტვინის ლაბირინთული სისხლძარღვები.
მომავალში, ეს რობოტული ძაფი შეიძლება გაერთიანდეს არსებულ ენდოვასკულარულ ტექნოლოგიასთან, რაც ექიმებს საშუალებას მისცემს დისტანციურად წარმართონ რობოტი პაციენტის ტვინის სისხლძარღვებში, რათა სწრაფად განკურნონ ბლოკირება და დაზიანებები, როგორიცაა ანევრიზმებისა და ინსულტების დროს.
„ინსულტი სიკვდილის მეხუთე და ინვალიდობის წამყვანი მიზეზია შეერთებულ შტატებში.თუ მწვავე ინსულტის მკურნალობა შესაძლებელია პირველ 90 წუთში, პაციენტის გადარჩენა შეიძლება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდეს“, - აცხადებენ MIT Mechanical Engineering და Zhao Xuanhe, სამოქალაქო და გარემოს ინჟინერიის ასოცირებული პროფესორი. ამ "პრაიმ-ტაიმის" პერიოდში ბლოკირებით, ჩვენ შეგვიძლია თავიდან ავიცილოთ ტვინის მუდმივი დაზიანება.ეს არის ჩვენი იმედი.”
ჟაო და მისი გუნდი, მათ შორის წამყვანი ავტორი იუნჰო კიმი, MIT-ის მექანიკური ინჟინერიის დეპარტამენტის კურსდამთავრებული სტუდენტი, აღწერენ თავიანთ რბილი რობოტის დიზაინს დღეს ჟურნალში Science Robotics. ნაშრომის სხვა თანაავტორები არიან MIT-ის კურსდამთავრებული გერმანელი ალბერტო პარადა და სტუმარი სტუდენტი. შენგდუო ლიუ.
ტვინიდან სისხლის შედედების მოსაშორებლად ექიმები ჩვეულებრივ ატარებენ ენდოვასკულარულ ოპერაციას, მინიმალურად ინვაზიურ პროცედურას, რომლის დროსაც ქირურგი ათავსებს თხელ ძაფს პაციენტის მთავარ არტერიაში, ჩვეულებრივ ფეხში ან საზარდულში. ფლუოროსკოპიული ხელმძღვანელობით, რომელიც იყენებს რენტგენის სხივებს ერთდროულად. გადაიღეთ სისხლძარღვები, შემდეგ ქირურგი ხელით აბრუნებს მავთულს თავის ტვინის დაზიანებულ სისხლძარღვებში. შემდეგ კათეტერი შეიძლება გადაიტანოს მავთულის გასწვრივ წამლის ან თრომბის აღდგენის მოწყობილობის მიწოდებაზე დაზარალებულ მხარეში.
პროცედურა შეიძლება იყოს ფიზიკურად მომთხოვნი, თქვა კიმმა, და მოითხოვს ქირურგების სპეციალურ მომზადებას, რათა გაუძლოს ფლუოროსკოპიის განმეორებით გამოსხივებას.
”ეს ძალიან მომთხოვნი უნარია და უბრალოდ არ არის საკმარისი ქირურგი პაციენტებს, განსაკუთრებით გარეუბნებში ან სოფლებში,” - თქვა კიმმა.
ასეთ პროცედურებში გამოყენებული სამედიცინო სახელმძღვანელო მავთულები პასიურია, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათი ხელით მანიპულირებაა საჭირო და ხშირად დამზადებულია ლითონის შენადნობის ბირთვისგან და დაფარულია პოლიმერით, რომელსაც კიმის თქმით შეუძლია ხახუნის შექმნა და სისხლძარღვების საფარის დაზიანება. ვიწრო სივრცე.
გუნდმა გააცნობიერა, რომ მათ ლაბორატორიაში განვითარებულმა განვითარებამ შეიძლება ხელი შეუწყოს ასეთი ენდოვასკულარული პროცედურების გაუმჯობესებას, როგორც სახელმძღვანელო მავთულხლართების დიზაინში, ასევე ექიმების ზემოქმედების შემცირებას ნებისმიერ ასოცირებულ რადიაციაზე.
ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, გუნდმა შეიმუშავა ექსპერტიზა ჰიდროგელებში (ბიოთავსებადი მასალები, ძირითადად წყლისგან) და 3D ბეჭდვის მაგნიტო-გააქტიურებული მასალები, რომლებიც შეიძლება დაპროექტებული იყოს ცოცვისთვის, ხტომისთვის და ბურთის დასაჭერადაც კი, მხოლოდ მიმართულების დაცვით. მაგნიტი.
ახალ ნაშრომში მკვლევარებმა გააერთიანეს თავიანთი სამუშაო ჰიდროგელებზე და მაგნიტურ გააქტიურებაზე, რათა წარმოექმნათ მაგნიტურად მართვადი, ჰიდროგელით დაფარული რობოტული მავთული ან გზამკვლევი, რომელიც მათ შეძლეს საკმარისად თხელი, რათა სისხლძარღვები მაგნიტურად წარმართონ სისხლძარღვების ნატურალური ზომის სილიკონის რეპლიკა ტვინში. .
რობოტული მავთულის ბირთვი დამზადებულია ნიკელ-ტიტანის შენადნობისგან, ან „ნიტინოლისგან“, მასალა, რომელიც არის დრეკადი და ელასტიური. საკიდებისგან განსხვავებით, რომლებიც ინარჩუნებენ ფორმას მოხრილის დროს, ნიტინოლის მავთული უბრუნდება თავდაპირველ ფორმას და აძლევს მას მეტს. მოქნილობა მჭიდრო, გრეხილი სისხლძარღვების შეფუთვისას. გუნდმა მავთულის ბირთვი დააფარა რეზინის პასტით ან მელნით და ჩაყარა მასში მაგნიტური ნაწილაკები.
დაბოლოს, მათ გამოიყენეს ადრე შემუშავებული ქიმიური პროცესი მაგნიტური ფენის ჰიდროგელით დასაფარად და დასაკავშირებლად - მასალა, რომელიც გავლენას არ ახდენს მაგნიტური ნაწილაკების რეაგირებაზე, თუმცა უზრუნველყოფს გლუვ, ხახუნის გარეშე, ბიოთავსებად ზედაპირს.
მათ აჩვენეს რობოტული მავთულის სიზუსტე და გააქტიურება დიდი მაგნიტის გამოყენებით (ძალიან ჰგავს თოჯინის თოკს), რომელიც მავთულს წარმართავს მცირე მარყუჟის დაბრკოლების გზაზე, რომელიც მოგვაგონებს ნემსის ყუნწში გამავალ მავთულს.
მკვლევარებმა ასევე გამოსცადეს მავთული თავის ტვინის ძირითადი სისხლძარღვების, მათ შორის თრომბისა და ანევრიზმების სილიკონის რეპლიკაში, რომელიც ასახავს პაციენტის ტვინის CT სკანირებას. გუნდმა სილიკონის კონტეინერი შეავსო სითხით, რომელიც ასახავს სისხლის სიბლანტეს. , შემდეგ ხელით მოახდინა დიდი მაგნიტების მანიპულირება მოდელის გარშემო, რათა რობოტი გაუძღვეს კონტეინერის გრაგნილ, ვიწრო გზას.
რობოტული ძაფების ფუნქციონირება შესაძლებელია, ამბობს კიმი, რაც იმას ნიშნავს, რომ ფუნქციონირება შეიძლება დაემატოს - მაგალითად, წამლების მიწოდება, რომელიც ამცირებს სისხლის შედედებას ან არღვევს ბლოკირებას ლაზერით. ამ უკანასკნელის საჩვენებლად, ჯგუფმა შეცვალა ძაფების ნიტინოლის ბირთვები ოპტიკური ბოჭკოებით და დაადგინა, რომ მათ შეეძლოთ რობოტის მაგნიტური მართვა და ლაზერის გააქტიურება, როგორც კი ის მიაღწევდა სამიზნე ზონას.
როდესაც მკვლევარებმა ჰიდროგელით დაფარული რობოტული მავთული შეადარეს დაუფარავ რობოტ მავთულს, მათ აღმოაჩინეს, რომ ჰიდროგელი მავთულს აძლევდა საჭირო მოლიპულ უპირატესობას, რაც საშუალებას აძლევდა მას უფრო მჭიდრო სივრცეებში სრიალებს ისე, რომ არ გაჭედოს. ეს თვისება იქნება გასაღები ხახუნისა და ჭურჭლის საფარის დაზიანების თავიდან ასაცილებლად ძაფის გავლისას.
„ოპერაციის ერთ-ერთი გამოწვევა არის თავის ტვინის რთული სისხლძარღვების გადალახვა, რომლებიც იმდენად მცირეა, რომ კომერციული კათეტერები ვერ აღწევს“, - თქვა კიუჯინ ჩომ, სეულის ეროვნული უნივერსიტეტის მექანიკური ინჟინერიის პროფესორმა.„ეს კვლევა გვიჩვენებს, თუ როგორ უნდა დაძლიოთ ეს გამოწვევა.პოტენციური და საშუალებას იძლევა ტვინში ქირურგიული პროცედურები ღია ოპერაციის გარეშე“.
როგორ იცავს ეს ახალი რობოტული ძაფი ქირურგებს რადიაციისგან? მაგნიტურად მართვადი გზამკვლევი გამორიცხავს ქირურგების აუცილებლობას, რომ მავთული გადაიტანონ პაციენტის სისხლძარღვში, თქვა კიმმა. ეს ნიშნავს, რომ ექიმი ასევე არ უნდა იყოს პაციენტთან ახლოს და რაც მთავარია, ფლუოროსკოპი, რომელიც აწარმოებს რადიაციას.
უახლოეს მომავალში, ის ითვალისწინებს ენდოვასკულარულ ქირურგიას, რომელიც მოიცავს არსებულ მაგნიტურ ტექნოლოგიას, როგორიცაა დიდი მაგნიტების წყვილი, რაც საშუალებას აძლევს ექიმებს იმყოფებოდნენ საოპერაციო ოთახის გარეთ, ფლუოროსკოპებისგან, რომლებიც ასახავს პაციენტების ტვინს, ან თუნდაც სრულიად განსხვავებულ ადგილას.
„არსებულ პლატფორმებს შეუძლიათ გამოიყენონ მაგნიტური ველი პაციენტზე და ჩაატარონ ფლუოროსკოპია, ხოლო ექიმს შეუძლია აკონტროლოს მაგნიტური ველი ჯოისტიკით სხვა ოთახში ან თუნდაც სხვა ქალაქში“, - თქვა კიმმა. გამოიყენეთ არსებული ტექნოლოგია მომდევნო ეტაპზე ჩვენი რობოტული ძაფის in vivo შესამოწმებლად.
კვლევის დაფინანსება ნაწილობრივ მოვიდა საზღვაო კვლევის ოფისიდან, MIT-ის ჯარისკაცების ნანოტექნოლოგიის ინსტიტუტიდან და ეროვნული სამეცნიერო ფონდიდან (NSF).
დედაპლატის რეპორტიორი ბეკი ფერეირა წერს, რომ MIT-ის მკვლევარებმა შეიმუშავეს რობოტული ძაფი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნევროლოგიური სისხლის შედედების ან ინსულტის სამკურნალოდ. რობოტები შეიძლება აღჭურვილი იყოს წამლებით ან ლაზერებით, რომლებიც „შეიძლება გადაეცეს თავის ტვინის პრობლემურ უბნებს.ამ ტიპის მინიმალურად ინვაზიური ტექნოლოგია ასევე შეიძლება დაეხმაროს ნევროლოგიური გადაუდებელი შემთხვევების დაზიანების შემსუბუქებას, როგორიცაა ინსულტი.
MIT-ის მკვლევარებმა შექმნეს მაგნიტრონის რობოტიკის ახალი ძაფი, რომელსაც შეუძლია გაიაროს ადამიანის ტვინში, წერს სმითსონის რეპორტიორი ჯეისონ დეილი. ”მომავალში, მას შეუძლია იმოგზაუროს თავის ტვინის სისხლძარღვებში, რათა დაეხმაროს ბლოკირების აღმოფხვრას”, - განმარტავს დალი.
TechCrunch-ის რეპორტიორი დარელ ეთერინგტონი წერს, რომ MI-ს მკვლევარებმა შეიმუშავეს ახალი რობოტული ძაფი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნეს ტვინის ქირურგიის ნაკლებად ინვაზიური. დაზიანებები, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ანევრიზმა და ინსულტი“.
MIT-ის მკვლევარებმა შეიმუშავეს ახალი მაგნიტურად კონტროლირებადი რობოტი ჭია, რომელიც ერთ მშვენიერ დღეს დაეხმარება ტვინის ქირურგიას ნაკლებად ინვაზიური გახადოს, იტყობინება New Scientist-ის კრის სტოკერ-უოკერი. ადამიანის ტვინის სილიკონის მოდელზე ტესტირებისას, „რობოტს შეუძლია ძნელად გადახვევა. მიაღწიოს სისხლძარღვებს. ”
Gizmodo-ს რეპორტიორი ენდრიუ ლისევსკი წერს, რომ MIT-ის მკვლევარების მიერ შემუშავებული ახალი ძაფის მსგავსი რობოტული ნამუშევარი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბლოკირებისა და შედედების სწრაფად გასასუფთავებლად, რომლებიც იწვევენ ინსულტს. რომ ქირურგებს ხშირად უწევთ ატანა“, - განმარტა ლიზევსკიმ.