Ασύρματα μίνι ρομπότ πλοηγούνται με επιτυχία στις αρτηρίες!
Για πρώτη φορά, ασύρματα millirobots πλοηγήθηκαν σε ένα στενό αιμοφόρο αγγείο τόσο κατά μήκος όσο και κατά της αρτηριακής ροής! Ερευνητές των πανεπιστημίων Twente και Radboudumc εισήγαγαν τα ρομπότ σε σχήμα βίδας σε μια αποκολλημένη αορτή των νεφρών, όπου έλεγχαν χρησιμοποιώντας έναν ρομποτικά ελεγχόμενο περιστρεφόμενο μαγνήτη.
Κάθε χρόνο σε όλο τον κόσμο, ένας στους τέσσερις ανθρώπους πεθαίνει από παθήσεις που προκαλούνται από θρόμβους αίματος. Ένας θρόμβος αίματος εμποδίζει τα αιμοφόρα αγγεία να παρέχουν οξυγόνο στο σώμα αλλά οι χειρουργοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν ευέλικτα εργαλεία για να αφαιρέσουν τον θρόμβο επιτρέποντας έτσι στο αίμα να ρέει ξανά, αλλά ορισμένες περιοχές του σώματος είναι δύσκολο να προσεγγιστούν. Τα millirobots μπορούν να ξεπεράσουν αυτούς τους περιορισμούς και να αφαιρέσουν θρόμβους αίματος από δυσπρόσιτα αιμοφόρα αγγεία!
Οι ερευνητές έδειξαν ότι αυτά τα millirobots ήταν σε θέση να ταξιδέψουν μέσω των αιμοφόρων αγγείων αλλά για να γίνει αυτό, τα millirobots χρειάζονται ενέργεια για να ταξιδεύουν και να ελέγχονται στις αρτηρίες με ακρίβεια. Τα millirobots πρέπει να είναι βιοσυμβατά και να μην αφήνουν περαιτέρω βλάβη στο εσωτερικό των αιμοφόρων αγγείων. Στο Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου του Twente, οι ερευνητές διενήργησαν το πείραμά τους με μια πραγματική αορτή.
«Αυτό απαιτούσε μια διεπιστημονική προσέγγιση και τη συνεργασία πολλών διαφορετικών τμημάτων. Το εργαστήριο ρομποτικής, το εργαστήριο βιοδιασύνδεσης, το εργαστήριο αίματος, το DesignLab, το LipoCoat και το MESA+ μας βοήθησαν να επιτύχουμε αυτό το αποτέλεσμα», εξηγεί ο ερευνητής Islam Khalil.
Στο πείραμα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα ρομποτικά ελεγχόμενο περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο για να ελέγξουν ασύρματα τα millirobots. Με ένα μηχάνημα ακτίνων Χ, ήταν σε θέση να εντοπίσουν το millirobot ενώ κατευθύνονταν μέσα από την αορτή. Οι ερευνητές διατήρησαν μια μέγιστη αρτηριακή ροή 120 ml ανά λεπτό μέσα στην αορτή αλλά με ένα ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο, τα millirobots θα μπορούν να ξεπεράσουν μεγαλύτερες ταχύτητες αίματος. Τα millirobots εκτελούσαν σταθερές ευθείες διαδρομές με και ενάντια στη ροή.
Τα millirobots είναι 3D-printed, βιδωτά αντικείμενα και περιέχουν έναν μικροσκοπικό μαγνήτη μήκους μόλις ενός χιλιοστού και διαμέτρου ενός χιλιοστού ο οποίος τοποθετείται με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να περιστρέψει τη «βίδα». Αυτό επιτρέπει στα millirobots να «κολυμπούν» ενάντια στη ροή του αίματος αλλά και να «περιστρέφονται αντίστροφα» στην αρτηρία και το μικρό τους μέγεθος καθιστά δυνατή τη χρήση πολλών millirobots ταυτόχρονα.
«Αυτά τα millirobots έχουν τεράστιες δυνατότητες στην αγγειακή χειρουργική», λέει ο Michiel Warle, αγγειοχειρουργός στο Radboudumc. «Επί του παρόντος, χρησιμοποιούμε αντιπηκτικά και ευέλικτα εργαλεία ώστε ένα millirobot μπορεί να ταξιδέψει σε δυσπρόσιτες αρτηρίες, ενώ χρειάζονται μόνο ελάχιστες τομές ώστε να εισαχθεί στον οργανισμό». Σε συνεργασία με την Radboudumc και την Triticum Medical (Ισραήλ), οι ερευνητές θα αναπτύξουν περαιτέρω τα millirobots για να τους επιτρέψουν να αφαιρούν θρόμβους αίματος … ασύρματα!.
Εκτός από τη διάσπαση των θρόμβων, η εν λόγω τεχνολογία, μπορεί ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για άλλες στοχευμένες παρεμβάσεις όπως η μεταφορά φαρμάκων σε συγκεκριμένα σημεία του σώματος απολαμβάνοντας έτσι πολύ λιγότερες παρενέργειες του φαρμάκου στο υπόλοιπο σώμα.
Αυτή η έρευνα έλαβε χρηματοδότηση από το πρόγραμμα TURBO (Twente University RadBoudumc Opportunities). Με το πρόγραμμα TURBO, ερευνητικές ομάδες και από τα δύο ιδρύματα μπορούν να επεκτείνουν μια καινοτόμο ιδέα σε ένα μεγάλο ερευνητικό έργο. Οι ερευνητές επέκτειναν τη συνεργασία τους με την Triticum Medical (Ισραήλ) για την περαιτέρω ανάπτυξη των millirobots. Η Health Holland τους απένειμε πρόσφατα επιχορήγηση TKI-LSH (Topconsortia for Knowledge &; Innovation – Life Science &; Health) για συμπράξεις δημόσιου-ιδιωτικού τομέα από την Health Holland.
Πηγή: Πανεπιστήμιο του Twente
