MIT Basın Ofisi web sitesinden indirilebilen görseller, Creative Commons Atıf Ticari Olmayan Türev Olmayan Lisans kapsamında ticari olmayan kuruluşlara, basına ve kamuya sunulmaktadır. Sağlanan görselleri değiştirmemeli, yalnızca onları kırpmalı ve uygun boyut.Resimler kopyalanırken kredi kullanılmalıdır;aşağıda belirtilmemişse görseller için “MIT”yi belirtin.
MIT mühendisleri, beynin labirent damar sistemi gibi dar, dolambaçlı yollarda aktif olarak süzülebilen, manyetik olarak yönlendirilebilen, tel benzeri bir robot geliştirdi.
Gelecekte, bu robotik iplik, mevcut endovasküler teknolojiyle birleştirilebilir ve böylece doktorların, anevrizma ve felçte meydana gelen tıkanıklıkları ve lezyonları hızlı bir şekilde tedavi etmek için bir robotu hastanın beyin kan damarları boyunca uzaktan yönlendirmesine olanak tanınabilir.
"İnme, Amerika Birleşik Devletleri'nde beşinci önde gelen ölüm nedeni ve önde gelen sakatlık nedenidir.MIT Makine Mühendisliği ve inşaat ve çevre mühendisliği doçenti Zhao Xuanhe, "Akut felçler ilk 90 dakika kadar tedavi edilebilirse, hastanın hayatta kalma oranı önemli ölçüde artabilir" dedi. "Eğer damar tıkanıklığını tersine çevirecek bir cihaz tasarlayabilirsek, Bu 'prime time' dönemindeki tıkanmayı giderirsek kalıcı beyin hasarını potansiyel olarak önleyebiliriz.Umudumuz budur.”
Zhao ve ekibi, aralarında MIT Makine Mühendisliği Bölümü'nde yüksek lisans öğrencisi olan baş yazar Yoonho Kim'in de bulunduğu, yumuşak robot tasarımlarını bugün Science Robotics dergisinde anlatıyorlar. Makalenin diğer ortak yazarları arasında MIT yüksek lisans öğrencisi Alman Alberto Parada ve misafir öğrenci yer alıyor. Shengduo Liu.
Beyindeki kan pıhtılarını gidermek için doktorlar genellikle, cerrahın hastanın ana arterinden, genellikle bacaktan veya kasıktan ince bir iplik soktuğu minimal invaziv bir prosedür olan endovasküler cerrahiyi uygular. Floroskopik kılavuzluk altında, aynı anda X ışınlarının kullanıldığı, Kan damarlarını görüntüledikten sonra cerrah, teli manuel olarak hasarlı beyin kan damarlarına doğru döndürür. Daha sonra kateter, ilacı veya pıhtı alma cihazını etkilenen bölgeye iletmek için tel boyunca geçirilebilir.
Kim, prosedürün fiziksel olarak zorlu olabileceğini ve cerrahların floroskopinin tekrarlanan radyasyona maruz kalmasına dayanacak şekilde özel olarak eğitilmesini gerektirdiğini söyledi.
Kim, "Bu çok zorlu bir beceri ve özellikle banliyö veya kırsal bölgelerde hastalara hizmet verecek yeterli sayıda cerrah yok" dedi.
Bu tür prosedürlerde kullanılan tıbbi kılavuz teller pasiftir, yani manuel olarak manipüle edilmeleri gerekir ve çoğunlukla metal alaşımlı bir çekirdekten yapılır ve bir polimerle kaplanır. Kim, bunun sürtünme yaratabileceğini ve kan damarlarının iç yüzeylerine zarar verebileceğini söylüyor. dar alan.
Ekip, laboratuvarlarındaki gelişmelerin, hem kılavuz tellerin tasarımında hem de doktorların ilgili radyasyona maruz kalmasını azaltmada bu tür endovasküler prosedürlerin iyileştirilmesine yardımcı olabileceğini fark etti.
Geçtiğimiz birkaç yılda ekip, hidrojeller (çoğunlukla sudan yapılmış biyouyumlu malzemeler) ve sadece yön takip ederek sürünmek, zıplamak ve hatta bir topu yakalamak için tasarlanabilen 3 boyutlu baskı manyeto-hareketli malzemeler konusunda uzmanlık geliştirdi. mıknatıs.
Yeni makalede araştırmacılar hidrojeller ve manyetik aktivasyon üzerine çalışmalarını birleştirerek manyetik olarak yönlendirilebilir, hidrojel kaplı bir robotik tel veya kılavuz tel ürettiler. Bu teli, kan damarlarını gerçek boyutlu silikon kopya beyinler boyunca manyetik olarak yönlendirecek kadar ince hale getirebildiler. .
Robotik telin çekirdeği nikel-titanyum alaşımından veya hem bükülebilir hem de elastik bir malzeme olan "nitinol"den yapılmıştır. Büküldüğünde şeklini koruyan askıların aksine, nitinol tel orijinal şekline dönerek ona daha fazla özellik kazandırır. sıkı, kıvrımlı kan damarlarını sararken esneklik sağladı. Ekip, telin çekirdeğini kauçuk macunu veya mürekkeple kapladı ve içine manyetik parçacıklar yerleştirdi.
Son olarak, manyetik kaplamayı bir hidrojel ile kaplamak ve bağlamak için daha önce geliştirdikleri bir kimyasal işlem kullandılar; bu malzeme, altta yatan manyetik parçacıkların tepki verme yeteneğini etkilemezken aynı zamanda pürüzsüz, Sürtünmesiz, biyouyumlu bir yüzey sağlıyordu.
Robotik telin hassasiyetini ve aktivasyonunu, teli iğne deliğinden geçen bir teli anımsatan küçük bir döngünün engelli yolu boyunca yönlendirmek için büyük bir mıknatıs (bir kukla ipine benzer) kullanarak gösterdiler.
Araştırmacılar ayrıca teli, gerçek bir hastanın beyninin CT taramalarını taklit eden, pıhtılar ve anevrizmalar da dahil olmak üzere beynin ana kan damarlarının gerçek boyutlu silikon kopyasında da test etti. Ekip, silikon bir kabı kanın viskozitesini taklit eden bir sıvıyla doldurdu. , daha sonra robota konteynerin dolambaçlı, dar yolu boyunca rehberlik etmek için modelin etrafındaki büyük mıknatısları manuel olarak manipüle etti.
Kim, robotik ipliklerin işlevsel hale getirilebileceğini, bunun da işlevselliğin eklenebileceği anlamına geldiğini söylüyor (örneğin, kan pıhtılarını azaltan ilaçlar sağlamak veya lazerlerle tıkanıklıkları kırmak). İkincisini göstermek için ekip, ipliklerin nitinol çekirdeklerini optik fiberlerle değiştirdi ve şunu buldu: robotu manyetik olarak yönlendirebiliyor ve hedef alana ulaştığında lazeri etkinleştirebiliyorlardı.
Araştırmacılar, hidrojel kaplı robotik teli, kaplanmamış robotik tel ile karşılaştırdıklarında, hidrojelin, tele çok ihtiyaç duyulan kayganlık avantajını sağladığını ve telin daha dar alanlarda sıkışmadan kaymasına olanak tanıdığını buldular. Endovasküler prosedürlerde, bu özellik, iplik geçirilirken sürtünmeyi ve kabın astarına zarar gelmesini önlemede anahtar olacaktır.
Seul Ulusal Üniversitesi'nden makine mühendisliği profesörü Kyujin Cho, "Ameliyattaki zorluklardan biri, ticari kateterlerin ulaşamayacağı kadar küçük çaplı, beyindeki karmaşık kan damarlarını geçebilmektir" dedi."Bu çalışma bu zorluğun nasıl aşılacağını gösteriyor.potansiyele sahiptir ve açık ameliyata gerek kalmadan beyinde cerrahi müdahale yapılmasına olanak sağlar.”
Bu yeni robotik iplik cerrahları radyasyondan nasıl koruyor? Kim, manyetik olarak yönlendirilebilen kılavuz telin, cerrahların teli hastanın kan damarına itme ihtiyacını ortadan kaldırdığını söyledi. Bu, doktorun aynı zamanda hastaya yakın olması gerekmediği ve daha da önemlisi radyasyonu üreten floroskop.
Yakın gelecekte, büyük mıknatıs çiftleri gibi mevcut manyetik teknolojiyi içeren endovasküler cerrahinin, doktorların ameliyathanenin dışında, hastaların beynini görüntüleyen floroskoplardan uzakta ve hatta tamamen farklı yerlerde olmalarına olanak tanıyacağını öngörüyor.
Kim, "Mevcut platformlar hastaya manyetik alan uygulayıp aynı anda floroskopi gerçekleştirebiliyor ve doktor başka bir odada, hatta farklı bir şehirde joystick ile manyetik alanı kontrol edebiliyor" dedi. Robotik ipliğimizi in vivo olarak test etmek için bir sonraki adımda mevcut teknolojiyi kullanacağız.”
Araştırmanın finansmanı kısmen Deniz Araştırmaları Ofisi, MIT'nin Asker Nanoteknoloji Enstitüsü ve Ulusal Bilim Vakfı'ndan (NSF) geldi.
Anakart muhabiri Becky Ferreira, MIT araştırmacılarının nörolojik kan pıhtılarını veya felçleri tedavi etmek için kullanılabilecek bir robotik iplik geliştirdiklerini yazıyor. Robotlar, "beynin sorunlu bölgelerine gönderilebilecek ilaçlar veya lazerlerle donatılabilir.Bu tür minimal invaziv teknoloji aynı zamanda felç gibi nörolojik acil durumlardan kaynaklanan hasarın azaltılmasına da yardımcı olabilir."
Smithsonian muhabiri Jason Daley, MIT araştırmacılarının insan beyninde dolaşabilen yeni bir magnetron robot teknolojisi dizisi yarattığını yazıyor: "Gelecekte, tıkanıklıkları gidermeye yardımcı olmak için beyindeki kan damarları boyunca dolaşabilir" diye açıklıyor Daly.
TechCrunch muhabiri Darrell Etherington, MI araştırmacılarının beyin ameliyatını daha az invaziv hale getirmek için kullanılabilecek yeni bir robotik iplik geliştirdiğini yazıyor. Etherington, yeni robotik ipliğin "tıkanıklıklar ve beyin damar hastalıkları gibi serebrovasküler sorunları tedavi etmeyi daha kolay ve daha erişilebilir hale getirebileceğini" açıkladı. anevrizmalara ve felçlere yol açabilecek lezyonlar.
New Scientist'ten Chris Stocker-Walker, MIT araştırmacılarının, bir gün beyin cerrahisini daha az müdahaleci hale getirmeye yardımcı olabilecek, manyetik olarak kontrol edilen yeni bir robotik solucan geliştirdiğini bildiriyor. İnsan beyninin silikon modeli üzerinde test edildiğinde, "robot, ulaşılması zor kan damarlarına ulaşıyor.”
Gizmodo muhabiri Andrew Liszewski, MIT araştırmacıları tarafından geliştirilen iplik benzeri yeni bir robotik çalışmanın, felce neden olan tıkanıklıkları ve pıhtıları hızlı bir şekilde temizlemek için kullanılabileceğini yazıyor. Liszewski, cerrahların sıklıkla buna katlanmak zorunda kaldıklarını söyledi.