תמונות הזמינות להורדה באתר MIT Press Office מסופקות לגופים לא מסחריים, לעיתונות ולציבור תחת רישיון Creative Commons Attribution Non-Commercial Non Derivative License. אין לשנות את התמונות המסופקות, אלא רק לחתוך אותן ל- גודל מתאים. יש להשתמש באשראי בעת העתקת תמונות;אם לא צוין למטה, קרדיט "MIT" עבור תמונות.
מהנדסי MIT פיתחו רובוט דמוי חוט הניתן לכיוון מגנטית שיכול לגלוש באופן פעיל בשבילים צרים ומפותלים, כמו כלי הדם המבוכים של המוח.
בעתיד, החוט הרובוטי הזה עשוי להיות משולב עם טכנולוגיה אנדוסקולרית קיימת, שתאפשר לרופאים להנחות רובוט מרחוק דרך כלי הדם במוח של המטופל כדי לטפל במהירות בחסימות ובנגעים, כגון אלו המתרחשים במפרצת ושבץ.
"שבץ מוחי הוא הגורם החמישי למוות והגורם המוביל לנכות בארה"ב.אם ניתן לטפל בשבץ מוחי חריף במהלך 90 הדקות הראשונות לערך, הישרדות החולה עשויה להשתפר משמעותית", אומר MIT הנדסת מכונות וג'או שואנה, פרופסור חבר להנדסה אזרחית וסביבתית, אמר. "אם נוכל לתכנן מכשיר להיפוך כלי דם. חסימה במהלך תקופת 'פריים טיים' זו, נוכל להימנע מנזק מוחי קבוע.זו התקווה שלנו".
ג'או והצוות שלו, כולל הסופר הראשי Yoonho Kim, סטודנט לתואר שני במחלקה להנדסת מכונות ב-MIT, מתארים את עיצוב הרובוט הרך שלהם היום בכתב העת Science Robotics. מחברים אחרים של המאמר הם הסטודנט לתואר שני ב-MIT, אלברטו פארדה, גרמן אלברטו פארדה וסטודנט אורח. שנגדאו ליו.
כדי להסיר קרישי דם מהמוח, הרופאים מבצעים בדרך כלל ניתוח אנדווסקולרי, הליך זעיר פולשני שבו המנתח מחדיר חוט דק דרך העורק הראשי של המטופל, בדרך כלל ברגל או במפשעה. תחת הדרכה פלואורוסקופית, המשתמשת בקרני רנטגן כדי בו זמנית תמונה של כלי הדם, לאחר מכן המנתח מסובב באופן ידני את החוט אל תוך כלי הדם הפגועים במוח. לאחר מכן ניתן להעביר את הקטטר לאורך החוט כדי להעביר את התרופה או מכשיר להחזרת קרישים לאזור הפגוע.
ההליך יכול להיות תובעני פיזית, אמר קים, ומחייב את המנתחים לעבור הכשרה מיוחדת לעמוד בחשיפה חוזרת לקרינה של פלואורוסקופיה.
"זו מיומנות מאוד תובענית, ופשוט אין מספיק מנתחים לשרת חולים, במיוחד באזורים פרבריים או כפריים", אמר קים.
חוטי מנחה רפואיים המשמשים בהליכים כאלה הם פסיביים, כלומר חייבים לתפעל אותם באופן ידני, ולעתים קרובות עשויים מליבת סגסוגת מתכת ומצופים בפולימר, שלדברי קים עלול ליצור חיכוך ולפגוע בדופן של כלי הדם. תקועים באופן זמני במיוחד מקום צפוף.
הצוות הבין שהתפתחויות במעבדה שלהם יכולות לסייע בשיפור הליכים אנדווסקולריים כאלה, הן בתכנון של חוטי מנחה והן בהפחתת חשיפת הרופאים לכל קרינה קשורה.
במהלך השנים האחרונות, הצוות בנה מומחיות בהידרוג'לים (חומרים תואמים ביו העשויים בעיקר ממים) ובהדפסת תלת מימד בחומרים המופעלים על ידי מגנטו שניתן לעצב לזחול, לקפוץ ואפילו לתפוס כדור, רק על ידי מעקב אחר הכיוון של הכדור. מַגנֵט.
במאמר החדש, החוקרים שילבו את עבודתם על הידרוג'לים והפעלה מגנטית כדי לייצר חוט רובוטי מצופה הידרוג'ל, או חוט מנחה, הניתן לכיוון מגנטית, או חוט מנחה, שהם הצליחו לעשות דק מספיק כדי להוביל מגנטית את כלי הדם דרך מוחות העתק סיליקון בגודל טבעי. .
הליבה של החוט הרובוטי עשוי מסגסוגת ניקל-טיטניום, או "ניטינול", חומר שהוא גם כפוף וגם אלסטי. בניגוד לקולבים, ששומרים על צורתם כאשר הם מכופפים, חוט הניטינול חוזר לצורתו המקורית, ומעניק לו יותר גמישות בעת עטיפת כלי דם הדוקים ומפותלים. הצוות ציפה את ליבת החוט במשחת גומי, או דיו, והטמיע בה חלקיקים מגנטיים.
לבסוף, הם השתמשו בתהליך כימי שפיתחו בעבר כדי לצפות ולקשר את השכבה המגנטית עם הידרוג'ל - חומר שאינו משפיע על ההיענות של החלקיקים המגנטיים הבסיסיים, תוך שהוא מספק משטח חלק, נטול חיכוך, תואם ביולוגי.
הם הדגימו את הדיוק וההפעלה של חוט רובוטי על ידי שימוש במגנט גדול (בדומה לחבל של בובה) כדי להנחות את החוט דרך מסלול המכשולים של לולאה קטנה, המזכירה חוט שעובר דרך עין מחט.
החוקרים בדקו את החוט גם בהעתק סיליקון בגודל טבעי של כלי הדם העיקריים של המוח, כולל קרישים ומפרצות, שחיקו סריקות CT של מוחו של מטופל בפועל. הצוות מילא מיכל סיליקון בנוזל המחקה את צמיגות הדם , ולאחר מכן מניפולציה ידנית של מגנטים גדולים סביב הדגם כדי להנחות את הרובוט בנתיב הצר והמתפתל של המכולה.
ניתן להפעיל חוטים רובוטיים, אומר קים, כלומר ניתן להוסיף פונקציונליות - למשל, מתן תרופות המפחיתות קרישי דם או שבירת חסימות באמצעות לייזרים. כדי להדגים את האחרון, הצוות החליף את ליבות הניטינול של החוטים בסיבים אופטיים ומצא כי הם יכלו להנחות את הרובוט באופן מגנטי ולהפעיל את הלייזר ברגע שהגיע לאזור המטרה.
כאשר השוו החוקרים את החוט הרובוטי המצופה הידרוג'ל עם החוט הרובוטי הלא מצופה, הם גילו שההידרוג'ל סיפק לחוט יתרון חלקלק נחוץ, המאפשר לו לגלוש בחללים צפופים יותר מבלי שלא יתקע. בהליכים אנדווסקולריים, מאפיין זה יהיה המפתח למניעת חיכוך ונזקים לרירית הכלי עם מעבר החוט.
"אתגר אחד בניתוח הוא היכולת לחצות את כלי הדם המורכבים במוח שהם כל כך קטנים בקוטר שקטטרים מסחריים לא יכולים להגיע אליהם", אמר Kyujin Cho, פרופסור להנדסת מכונות באוניברסיטה הלאומית של סיאול."המחקר הזה מראה איך להתגבר על האתגר הזה.פוטנציאליים ומאפשרים פרוצדורות כירורגיות במוח ללא ניתוח פתוח".
איך החוט הרובוטי החדש הזה מגן על המנתחים מפני קרינה? חוט ההנחיה הניתן לכיוון מגנטי מבטל את הצורך של מנתחים לדחוף את החוט לתוך כלי הדם של המטופל, אמר קים. זה אומר שהרופא גם לא צריך להיות קרוב למטופל. , חשוב יותר, הפלואורוסקופ שמייצר את הקרינה.
בעתיד הקרוב הוא רואה בעיני רוחו ניתוחים אנדוסקולריים המשלבים טכנולוגיה מגנטית קיימת, כמו זוגות מגנטים גדולים, המאפשרים לרופאים להיות מחוץ לחדר הניתוח, הרחק מפלואורוסקופים שמדמים את מוחם של החולים, או אפילו במיקומים שונים לחלוטין.
"פלטפורמות קיימות יכולות להחיל שדה מגנטי על מטופל ולבצע פלואורוסקופיה בו-זמנית, והרופא יכול לשלוט בשדה המגנטי עם ג'ויסטיק בחדר אחר, או אפילו בעיר אחרת", אמר קים." השתמש בטכנולוגיה הקיימת בשלב הבא כדי לבדוק את החוט הרובוטי שלנו in vivo."
המימון למחקר הגיע בחלקו מהמשרד למחקר ימי, המכון לננוטכנולוגיה חייל של MIT והקרן הלאומית למדע (NSF).
כתבת לוח האם בקי פריירה כותבת כי חוקרי MIT פיתחו חוט רובוטי שיכול לשמש לטיפול בקרישי דם נוירולוגיים או שבץ מוחי. רובוטים יכולים להיות מצוידים בתרופות או לייזרים ש"יכולים להיות מועברים לאזורים בעייתיים במוח.סוג זה של טכנולוגיה זעיר פולשנית עשוי גם לסייע בהפחתת נזקים ממצבי חירום נוירולוגיים כגון שבץ מוחי".
חוקרי MIT יצרו חוט חדש של רובוטיקה מגנטרון שיכול להתפתל במוח האנושי, כותב כתב סמיתסוניאן ג'ייסון דיילי. "בעתיד, זה יכול לעבור דרך כלי דם במוח כדי לסייע בניקוי חסימות", מסביר דיילי.
כתב TechCrunch, דארל את'רינגטון, כותב כי חוקרי MI פיתחו חוט רובוטי חדש שיכול לשמש כדי להפוך את ניתוחי המוח לפחות פולשניים. את'רינגטון הסביר שהחוט הרובוטי החדש יכול "עשוי לעשות את זה קל ונגיש יותר לטפל בבעיות מוחיות, כגון חסימות נגעים שעלולים להוביל למפרצת ולשבץ מוחי".
חוקרי MIT פיתחו תולעת רובוטית חדשה מבוקרת מגנטית שיכולה יום אחד לעזור להפוך את ניתוחי המוח לפחות פולשניים, מדווח כריס סטוקר-ווקר, מטעם New Scientist. כאשר נבדק על מודל סיליקון של המוח האנושי, "הרובוט יכול להתפתל דרך הקשה ל- להגיע לכלי דם."
כתב Gizmodo, אנדרו לישבסקי, כותב שעבודה רובוטית חדשה דמוית חוט שפותחה על ידי חוקרי MIT יכולה לשמש לניקוי מהיר של חסימות וקרישים הגורמים לשבץ. שלעתים קרובות המנתחים צריכים לסבול", הסביר לישבסקי.