MIT Press Office web sitesinden indirilebilen görseller, ticari olmayan kuruluşlara, basına ve halka Creative Commons Atıf Ticari Olmayan, Ticari Olmayan, Türev Olmayan Lisansı altında sağlanmaktadır. uygun boyut.Görüntüler kopyalanırken kredi kullanılmalıdır;aşağıda sağlanmıyorsa, resimler için "MIT" adını verin.
MIT mühendisleri, beynin labirentimsi damar sistemi gibi dar, dolambaçlı yollarda aktif olarak kayabilen, manyetik olarak yönlendirilebilen tel benzeri bir robot geliştirdiler.
Gelecekte, bu robotik iplik, mevcut endovasküler teknoloji ile birleştirilebilir ve doktorların, anevrizma ve felçlerde meydana gelenler gibi tıkanıklıkları ve lezyonları hızlı bir şekilde tedavi etmek için bir hastanın beyin kan damarlarında bir robota uzaktan rehberlik etmesine izin verebilir.
“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 içinde tedavi edilebilirse, hastanın hayatta kalması önemli ölçüde iyileştirilebilir" diyor. Bu 'prime time' döneminde tıkanma olursa, potansiyel olarak kalıcı beyin hasarını önleyebiliriz.Umudumuz bu.”
Zhao ve ekibi, aralarında MIT'nin Makine Mühendisliği Bölümü'nde yüksek lisans öğrencisi olan baş yazar Yoonho Kim'in de yer aldığı ekibi, bugün Science Robotics dergisinde yumuşak robot tasarımlarını anlatıyor. Makalenin diğer ortak yazarları, MIT yüksek lisans öğrencisi German Alberto Parada ve misafir öğrencidir. Shengduo Liu.
Beyindeki kan pıhtılarını gidermek için, doktorlar genellikle endovasküler cerrahi uygularlar; bu, cerrahın hastanın ana arterinden, genellikle bacak veya kasıktan ince bir iplik yerleştirdiği minimal invaziv bir prosedürdür. kan damarlarını görüntüledikten sonra cerrah, teli manuel olarak hasarlı beyin kan damarlarına doğru döndürür. Ardından, ilacı veya pıhtı alma cihazını etkilenen bölgeye iletmek için kateter tel boyunca geçirilebilir.
Kim, prosedürün fiziksel olarak zorlayıcı olabileceğini ve cerrahların floroskopinin tekrarlanan radyasyona maruz kalmasına dayanacak şekilde özel olarak eğitilmelerini gerektirdiğini söyledi.
Kim, "Bu çok zahmetli bir beceri ve özellikle banliyölerde veya kırsal alanlarda hastalara hizmet edecek yeterli sayıda cerrah yok" dedi.
Bu tür prosedürlerde kullanılan tıbbi kılavuz teller pasiftir, yani manuel olarak manipüle edilmeleri gerekir ve genellikle metal alaşımlı bir çekirdekten yapılır ve bir polimerle kaplanır. dar alan
Ekip, laboratuvarlarındaki gelişmelerin hem kılavuz tellerin tasarımında hem de doktorların ilişkili radyasyona maruz kalmalarını azaltmada bu tür endovasküler prosedürleri iyileştirmeye yardımcı olabileceğini fark etti.
Ekip, geçtiğimiz birkaç yılda hidrojeller (çoğunlukla sudan yapılan biyouyumlu malzemeler) ve yalnızca hareket yönünü izleyerek sürünmek, zıplamak ve hatta bir topu yakalamak için tasarlanabilen manyeto-harekete geçiren 3D baskı malzemeleri konusunda uzmanlık geliştirdi. mıknatıs.
Yeni makalede araştırmacılar, manyetik olarak yönlendirilebilir, hidrojel kaplı bir robotik tel veya kılavuz tel üretmek için hidrojeller ve manyetik çalıştırma üzerindeki çalışmalarını birleştirdiler ve kan damarlarını gerçek boyutlu silikon kopya beyinler aracılığıyla manyetik olarak yönlendirmek için yeterince ince yapabildiler. .
Robotik telin çekirdeği, hem bükülebilir hem de elastik bir malzeme olan nikel-titanyum alaşımından veya "nitinol"den yapılmıştır. Büküldüğünde şeklini koruyan askıların aksine, nitinol teli orijinal şekline geri dönerek ona daha fazlasını verir. Sıkı, dolambaçlı kan damarlarını sararken esneklik. Ekip, telin çekirdeğini kauçuk macun 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, pürüzsüz, Sürtünmesiz, biyouyumlu bir yüzey sağlarken, altta yatan manyetik parçacıkların yanıt verebilirliğini etkilemeyen bir malzeme.
Teli bir iğne deliğinden geçen bir teli anımsatan küçük bir ilmeğin engel yolundan geçirmek için büyük bir mıknatıs (bir kukla ipine çok benzer) kullanarak robotik telin hassasiyetini ve aktivasyonunu 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 bir silikon kopyasında test ettiler. Ekip, silikon bir kabı kanın viskozitesini taklit eden bir sıvıyla doldurdu. , ardından robotu kabın sarmal, dar yolunda yönlendirmek için modelin etrafındaki büyük mıknatısları manuel olarak manipüle etti.
Kim, robotik ipliklerin işlevselleştirilebileceğini söylüyor, bu da örneğin kan pıhtılarını azaltan ilaçların verilmesi veya lazerlerle tıkanıklıkların kırılması gibi işlevsellik eklenebileceği anlamına geliyor. Ekip, ikincisini göstermek için ipliklerin nitinol çekirdeklerini optik fiberlerle değiştirdi ve şunu buldu: robotu manyetik olarak yönlendirebilir ve hedef bölgeye ulaştığında lazeri etkinleştirebilirler.
Araştırmacılar hidrojel kaplı robotik teli kaplanmamış robotik telle karşılaştırdıklarında, hidrojelin tele çok ihtiyaç duyulan bir kayganlık avantajı sağladığını ve telin sıkışmadan daha dar alanlarda kaymasına izin verdiğini buldular. Endovasküler prosedürlerde, bu özellik, iplik geçirilirken sürtünmeyi ve geminin kaplamasının hasar görmesini önlemede kilit rol oynayacaktır.
Seul Ulusal Üniversitesi'nde makine mühendisliği profesörü olan Kyujin Cho, "Ameliyattaki zorluklardan biri, beyindeki ticari kateterlerin ulaşamayacağı kadar küçük çaplı karmaşık kan damarlarını geçebilmektir" dedi."Bu çalışma, bu zorluğun nasıl üstesinden gelineceğini gösteriyor.potansiyel ve açık cerrahi olmadan beyindeki cerrahi prosedürleri mümkün kılıyor.”
Bu yeni robotik iplik, cerrahları radyasyondan nasıl koruyor? Manyetik olarak yönlendirilebilen kılavuz tel, cerrahların teli hastanın kan damarına itme ihtiyacını ortadan kaldırıyor, dedi Kim. , daha da önemlisi, radyasyonu üreten floroskop.
Yakın gelecekte, doktorların ameliyathanenin dışında, hastaların beyinlerini görüntüleyen floroskoplardan uzakta ve hatta tamamen farklı yerlerde olmalarına izin veren büyük mıknatıs çiftleri gibi mevcut manyetik teknolojiyi içeren endovasküler cerrahi öngörüyor.
Kim, "Mevcut platformlar bir hastaya manyetik alan uygulayıp aynı anda floroskopi yapabiliyor ve doktor başka bir odada, hatta farklı bir şehirde bir joystick ile manyetik alanı kontrol edebiliyor" dedi. Robotik ipliğimizi in vivo olarak test etmek için bir sonraki adımda mevcut teknolojiyi kullanın.”
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 felçlerini tedavi etmek için kullanılabilecek bir robotik iplik geliştirdiğini yazıyor.Bu tür minimal invaziv teknoloji, felç gibi nörolojik acil durumlardan kaynaklanan hasarın hafifletilmesine de yardımcı olabilir.”
Smithsonian muhabiri Jason Daley, MIT araştırmacılarının insan beyninde dolaşabilen yeni bir magnetron robotik ipliği yarattığını yazıyor.
TechCrunch muhabiri Darrell Etherington, MI araştırmacılarının beyin cerrahisini daha az invaziv hale getirmek için kullanılabilecek yeni bir robotik iplik geliştirdiğini yazıyor. anevrizmalara ve felçlere yol açabilen lezyonlar.”
New Scientist'ten Chris Stocker-Walker, MIT araştırmacılarının bir gün beyin cerrahisini daha az invaziv hale getirmeye yardımcı olabilecek, manyetik olarak kontrol edilen yeni bir robotik solucan geliştirdiğini bildirdi. damarlara ulaşır."
Gizmodo muhabiri Andrew Liszewski, MIT araştırmacıları tarafından geliştirilen iplik benzeri yeni bir robotik çalışmanın felçlere neden olan tıkanıklıkları ve pıhtıları hızlı bir şekilde temizlemek için kullanılabileceğini yazıyor. Cerrahların çoğu zaman katlanmak zorunda kaldıkları," diye açıkladı Liszewski.