Egy kínai kutatócsoport új mágneses tekercselő „mikroszálas botokat” fejlesztett ki, és ezeket használta nyulak artériás vérzésének embolizálására – ezzel megnyitva az utat az aneurizmák és agydaganatok számos, szabályozható és kevésbé invazív kezeléséhez.
Amikor megpróbálják megállítani a vérzést aneurizmákban vagy megállítani az agydaganatokhoz való véráramlást (ez az embolizáció néven ismert folyamat), a sebészek általában egy vékony katétert vezetnek át a femorális artérián, és az ereken keresztül vezetik át az embóliát okozó szereket. Bár széles körben használják ezeket a katétereket, nehéz bonyolult érhálózatokon keresztül vezetni.
Ennek a kihívásnak a megoldása érdekében a Huazhong Tudományos és Technológiai Egyetem kutatócsoportja (HUST) apró mágneses, puha mikroszálas robotokat hozott létre, amelyek távolról is képesek ilyen műveleteket végrehajtani. A spirál alakúra csavart mágnesezett szálból készült eszközök különféle méretű edényekhez illeszkednek, és dugóhúzós módon mozognak, ha külső mágneses térnek vannak kitéve. A kutatás eredményeit ben mutatták be Tudományos robotika, bemutatja, hogyan használták sikeresen az eszközöket artériás vérzés megállítására nyulaknál.
Társszerzőként Jianfeng Zhang elmagyarázza, hogy a mikroszálas robotokat hőenergia felhasználásával állítják elő, hogy mágneses lágy kompozit anyagokat mikroszálakká húzzanak, amelyeket aztán „mágneseznek és formáznak úgy, hogy spirális mágneses polaritást kapjanak”. A mágneses mező szabályozásával a mágneses lágy mikroszálas robot reverzibilis morfológiai átalakulást (megnyúlást vagy aggregációt) és spirális meghajtást mutatott be a véráramláson keresztül (mind az áramlás irányában, mind a lefelé). Ez lehetővé teszi, hogy bonyolult érrendszereken keresztül navigáljon, és robot embolizálást hajtson végre a milliméter alatti régióban.
„A cikk bemutatja, hogyan teljesítettünk in vitro aneurizmák és daganatok embolizálása neurovaszkuláris modellben, valamint robotos navigáció és embolizálás valós idejű fluoroszkópiával egy in vivo nyúl femorális artéria modell” – mondja Zang. "Ezek a kísérletek demonstrálják ennek a munkának a potenciális klinikai értékét, és előkészítik az utat a jövőbeni, robot által támogatott embolizációs műtéti lehetőségek előtt."
Horgonyzási funkció
Az első szerző, Xurui Liu, a HUST PhD-hallgatója szerint minden mikroszálas botnak van egy rögzítő funkciója, hasonlóan a vaszkuláris sztenthez, ami lehetővé teszi, hogy az érintkezési súrlódás révén stabilan rögzítsék az erek belső falához, hogy elkerüljék az elmosódást. a véráramlást.
„A spirális mágnesezési eloszlása a mikroszálas robot számára nettó mágnesezési irányt biztosít a központi tengelye mentén. A nettó mágnesezési iránynak megfelelő külső mágneses mező alkalmazásával a robot meghosszabbítható” – mondja.
„Megfordítva, ha a külső mágneses tér ellentétes a nettó mágnesezettség irányával, a robot összegyűlik” – teszi hozzá. "Ennek a mikroszálas robotnak a puhasága és nagy robusztussága biztosítja, hogy morfológiai rekonstrukciós funkciója teljesen visszafordítható marad több mint ezer aggregációs és megnyúlási ciklus után."
Ígéretes alternatíva
A korábbi kutatásokban közölt mágneses lágy robotokkal ellentétben Zang megerősíti, hogy az új robotok spirális mágnesezési iránykarakterisztikája lehetővé teszi a deformációs és mozgási módok ortogonális szétválasztását a vezérlő mágneses tértől függetlenül, „egyedülálló mágneses mező szabályozási rugalmasságot” biztosítva.
„Ez a funkció nemcsak egyetlen mikroszálas robot számára teszi lehetővé, hogy nagy sebességgel mozogjon a véráramlással szemben a forgó mágneses tér hatására, hanem több mikroszálas robot alakjának és mozgásának független szabályozását is lehetővé teszi” – magyarázza Zang.
"Ezenkívül ezek az eszközök kompatibilisek az általánosan használt intervenciós katéterekkel, hogy maximalizálják klinikai felhasználási lehetőségeiket" - teszi hozzá.
Szembesülve a hagyományos módszerek, például a katéteres embolizáció kihívásaival – különösen a működési korlátok és az elégtelen pontosság, valamint az orvosok hosszú ideig tartó sugárzásnak kitett egészségügyi kockázatai miatt (a röntgen útmutatásból). rendszer) – Zang rámutat, hogy a mágneses mikrofibrebot technológia fejlesztése új eszközt kínál a klinikusok számára a meglévő kezelések javítására.
Mágneses mikrorobotok sorakoznak fel az őssejtterápiához
„A mikroszálas robotok fejlesztése új perspektívát kínál a vaszkuláris embolizációs kezelésben, és megmutatja az alkalmazási lehetőségeket a minimálisan invazív sebészeti kezelési technológiában. Ez a technológia hatékony kiegészítője vagy alternatívája a hagyományos katéteres embolizációs technológiának azáltal, hogy pontosan szabályozza a véráramlás elzáródását” – mondja.
Zang megjegyzi, hogy bár ez a technológia lehetőséget rejt magában, még mindig vannak kihívások, amelyeket le kell küzdeni a klinikai alkalmazása előtt. Ide tartozik a mikroszálas robotok szerkezeti optimalizálása, az anyagok biokompatibilitásának növelése, valamint a vérerek pozicionáló és nyomkövető rendszerek fejlesztése. "A kutatócsoport azon dolgozik, hogy ezeket a kulcsfontosságú kérdéseket kezelje a technológia alkalmazásának előmozdítása érdekében" - teszi hozzá.
- SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
- PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
- PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
- Forrás: https://physicsworld.com/a/magnetic-microbots-show-promise-for-treating-aneurysms-and-brain-tumours/
