Ang mga larawang magagamit para sa pag-download sa website ng MIT Press Office ay ibinibigay sa mga non-commercial entity, press, at publiko sa ilalim ng Creative Commons Attribution Non-Commercial Non-Derivative License. Hindi mo dapat baguhin ang mga ibinigay na larawan, i-crop lamang ang mga ito sa naaangkop na laki. Dapat gamitin ang credit kapag kumukopya ng mga larawan;kung hindi ibinigay sa ibaba, bigyan ng credit ang "MIT" para sa mga larawan.
Ang mga inhinyero ng MIT ay nakabuo ng isang magnetically steerable wire-like robot na maaaring aktibong dumausdos sa makitid, paikot-ikot na mga landas, gaya ng labyrinthine vasculature ng utak.
Sa hinaharap, ang robotic thread na ito ay maaaring isama sa kasalukuyang teknolohiya ng endovascular, na nagpapahintulot sa mga doktor na malayuang gabayan ang isang robot sa pamamagitan ng mga daluyan ng dugo sa utak ng pasyente upang mabilis na gamutin ang mga bara at sugat, gaya ng mga nangyayari sa aneurysm at stroke.
“Ang stroke ay ang ikalimang pangunahing sanhi ng kamatayan at ang nangungunang sanhi ng kapansanan sa Estados Unidos.Kung ang mga talamak na stroke ay maaaring gamutin sa unang 90 minuto o higit pa, ang kaligtasan ng pasyente ay maaaring makabuluhang mapabuti, "sabi ng MIT Mechanical Engineering at Zhao Xuanhe, associate professor ng civil at environmental engineering, "Kung maaari tayong magdisenyo ng isang aparato upang baligtarin ang vascular pagbara sa panahon ng 'prime time' na ito, maaari nating maiwasan ang permanenteng pinsala sa utak.Iyon ang aming pag-asa.”
Si Zhao at ang kanyang koponan, kasama ang nangungunang may-akda na si Yoonho Kim, isang nagtapos na mag-aaral sa MIT's Department of Mechanical Engineering, ay naglalarawan ng kanilang malambot na disenyo ng robot ngayon sa journal na Science Robotics. Ang iba pang mga co-author ng papel ay ang MIT graduate student na si German Alberto Parada at ang bumibisitang estudyante Shengduo Liu.
Upang alisin ang mga namuong dugo mula sa utak, ang mga doktor ay karaniwang nagsasagawa ng endovascular surgery, isang minimally invasive na pamamaraan kung saan ang siruhano ay naglalagay ng manipis na sinulid sa pamamagitan ng pangunahing arterya ng pasyente, kadalasan sa binti o singit. Sa ilalim ng fluoroscopic na gabay, na gumagamit ng X-ray upang sabay-sabay larawan ang mga daluyan ng dugo, pagkatapos ay manu-manong iniikot ng surgeon ang wire pataas sa mga nasirang daluyan ng dugo sa utak. Pagkatapos ay maipapasa ang catheter sa kahabaan ng wire upang maihatid ang gamot o aparatong pagkuha ng namuong dugo sa apektadong lugar.
Ang pamamaraan ay maaaring pisikal na hinihingi, sabi ni Kim, at nangangailangan ng mga surgeon na espesyal na sanayin upang mapaglabanan ang paulit-ulit na pagkakalantad sa radiation ng fluoroscopy.
"Ito ay isang napaka-demanding na kasanayan, at walang sapat na mga surgeon upang pagsilbihan ang mga pasyente, lalo na sa suburban o rural na lugar," sabi ni Kim.
Ang mga medikal na guidewire na ginagamit sa naturang mga pamamaraan ay pasibo, ibig sabihin, dapat itong manipulahin nang manu-mano, at kadalasang gawa sa metal alloy core at pinahiran ng polymer, na sinasabi ni Kim na maaaring lumikha ng friction at makapinsala sa lining ng mga daluyan ng dugo. Pansamantalang natigil sa isang partikular na masikip na espasyo.
Napagtanto ng koponan na ang mga pag-unlad sa kanilang lab ay maaaring makatulong na mapabuti ang mga naturang endovascular procedure, kapwa sa disenyo ng mga guidewire at sa pagbabawas ng pagkakalantad ng mga doktor sa anumang nauugnay na radiation.
Sa nakalipas na ilang taon, ang koponan ay nakabuo ng kadalubhasaan sa mga hydrogel (biocompatible na materyales na karamihan ay gawa sa tubig) at 3D printing na magneto-actuated na materyales na maaaring idisenyo upang gumapang, tumalon at kahit na makahuli ng bola , sa pamamagitan lamang ng pagsunod sa direksyon ng magnet.
Sa bagong papel, pinagsama ng mga mananaliksik ang kanilang trabaho sa hydrogels at magnetic actuation upang makabuo ng magnetically steerable, hydrogel-coated robotic wire, o guidewire, na nagawa nilang Made thin enough para magnetically guided blood vessels sa pamamagitan ng life-size na silicone replica brains .
Ang core ng robotic wire ay gawa sa nickel-titanium alloy, o "nitinol," isang materyal na parehong nababaluktot at nababanat. flexibility kapag bumabalot ng masikip, paikot-ikot na mga daluyan ng dugo. Pinahiran ng team ang core ng wire ng rubber paste, o tinta, at naka-embed na mga magnetic particle dito.
Sa wakas, gumamit sila ng kemikal na proseso na dati nilang binuo para balutin at i-bond ang magnetic overlay ng hydrogel—isang materyal na hindi nakakaapekto sa pagtugon ng pinagbabatayan na magnetic particle, habang nagbibigay pa rin ng makinis, Friction-free, biocompatible na ibabaw.
Ipinakita nila ang katumpakan at pag-activate ng robotic wire sa pamamagitan ng paggamit ng malaking magnet (katulad ng lubid ng puppet) upang gabayan ang wire sa obstacle course ng isang maliit na loop, na parang wire na dumadaan sa mata ng isang karayom.
Sinubukan din ng mga mananaliksik ang wire sa isang life-size na silicone replica ng mga pangunahing daluyan ng dugo ng utak, kabilang ang mga clots at aneurysms, na ginagaya ang mga CT scan ng utak ng aktwal na pasyente. Pinuno ng team ang isang silicone container ng likido na ginagaya ang lagkit ng dugo , pagkatapos ay manu-manong manipulahin ang malalaking magnet sa paligid ng modelo upang gabayan ang robot sa paikot-ikot, makitid na landas ng lalagyan.
Maaaring i-functionalize ang mga robotic thread, sabi ni Kim, na nangangahulugan na maaaring magdagdag ng functionality—halimbawa, ang paghahatid ng mga gamot na nagpapababa ng mga clots ng dugo o nakakasira ng mga blockage gamit ang mga laser. maaari nilang magnetically gabayan ang robot at i-activate ang laser kapag naabot nito ang target na lugar.
Nang inihambing ng mga mananaliksik ang hydrogel-coated robotic wire sa uncoated robotic wire, nalaman nila na ang hydrogel ay nagbigay sa wire ng isang kailangang-kailangan na madulas na kalamangan, na nagpapahintulot sa ito na dumausdos sa mas mahigpit na mga puwang nang hindi natigil. Sa mga endovascular procedure, ang ari-arian na ito ay magiging susi sa pagpigil sa alitan at pinsala sa lining ng sisidlan habang ipinapasa ang sinulid.
"Ang isang hamon sa pagtitistis ay ang pagtawid sa kumplikadong mga daluyan ng dugo sa utak na napakaliit sa diameter na hindi maabot ng mga komersyal na catheter," sabi ni Kyujin Cho, isang propesor ng mechanical engineering sa Seoul National University.“Ang pag-aaral na ito ay nagpapakita kung paano malalampasan ang hamon na ito.potensyal at paganahin ang mga surgical procedure sa utak nang walang bukas na operasyon."
Paano pinoprotektahan ng bagong robotic thread na ito ang mga surgeon mula sa radiation? Tinatanggal ng magnetically steerable guidewire ang pangangailangan para sa mga surgeon na itulak ang wire sa daluyan ng dugo ng isang pasyente, sabi ni Kim. Nangangahulugan ito na ang doktor ay hindi rin kailangang maging malapit sa pasyente at , higit sa lahat, ang fluoroscope na gumagawa ng radiation.
Sa malapit na hinaharap, naiisip niya ang endovascular surgery na isinasama ang umiiral na magnetic technology, tulad ng mga pares ng malalaking magnet, na nagpapahintulot sa mga doktor na nasa labas ng operating room, malayo sa mga fluoroscope na naglalarawan sa utak ng mga pasyente, o kahit na sa ganap na magkakaibang mga lokasyon.
"Ang mga kasalukuyang platform ay maaaring maglapat ng magnetic field sa isang pasyente at magsagawa ng fluoroscopy sa parehong oras, at makokontrol ng doktor ang magnetic field gamit ang isang joystick sa ibang silid, o kahit na sa ibang lungsod," sabi ni Kim." gamitin ang umiiral na teknolohiya sa susunod na hakbang upang subukan ang aming robotic thread sa vivo."
Ang pagpopondo para sa pananaliksik ay dumating sa bahagi mula sa Office of Naval Research, Soldier Nanotechnology Institute ng MIT, at National Science Foundation (NSF).
Isinulat ng reporter ng Motherboard na si Becky Ferreira na ang mga mananaliksik ng MIT ay nakabuo ng isang robotic thread na maaaring magamit upang gamutin ang mga neurological na namuong dugo o stroke. Ang mga robot ay maaaring nilagyan ng mga gamot o laser na "maaaring maihatid sa mga lugar na may problema sa utak.Ang ganitong uri ng minimally invasive na teknolohiya ay maaari ring makatulong na mabawasan ang pinsala mula sa mga neurological na emerhensiya tulad ng mga stroke."
Ang mga mananaliksik ng MIT ay lumikha ng isang bagong thread ng magnetron robotics na maaaring lumiko sa utak ng tao, isinulat ng reporter ng Smithsonian na si Jason Daley.
Isinulat ng reporter ng TechCrunch na si Darrell Etherington na ang mga mananaliksik ng MI ay nakabuo ng isang bagong robotic thread na maaaring magamit upang gawing hindi gaanong invasive ang operasyon sa utak. Ipinaliwanag ni Etherington na ang bagong robotic thread ay maaaring "maaaring gawing mas madali at mas madaling ma-access ang paggamot sa mga problema sa cerebrovascular, tulad ng mga blockage at mga sugat na maaaring humantong sa aneurysm at stroke."
Ang mga mananaliksik ng MIT ay nakabuo ng isang bagong magnetically controlled robotic worm na balang-araw ay makakatulong na gawing hindi gaanong invasive ang operasyon sa utak, ang ulat ng New Scientist's Chris Stocker-Walker. Kapag nasubok sa isang silicon na modelo ng utak ng tao, "ang robot ay maaaring pumipihit sa mahirap-sa- umabot sa mga daluyan ng dugo."
Ang reporter ng Gizmodo na si Andrew Liszewski ay sumulat na ang isang bagong thread-like robotic work na binuo ng mga MIT researcher ay maaaring magamit upang mabilis na maalis ang mga blockage at clots na nagdudulot ng mga stroke." na kadalasang kailangang tiisin ng mga surgeon,” paliwanag ni Liszewski.