„Робо-червей” ще пътешества по кръвоносните съдове на мозъка и ще разрушава тромби
Екип от специалисти от Масачузетския технологичен институт (MIT) е създал робот, способен да се плъзга в най-криволичещите кръвоносни съдове на главния мозък и да отстранява възникнали запушвания от тромби. Подробно за разработката се разказва в статия, публикувана в списание Science Robotics.
Тромбите, или кръвните съсиреци, образуващи се в кръвоносните съдове са опасни, където и да се появят. Но най-голяма опасност те представляват за мозъка. Последствията от тромбообразуването могат да бъдат аневризми и инсулт.
Днес за очистването на кръвоносните съдове на главния мозък от кръвните съсиреци на хирурзите помага ендоваскуларната (вътрешносъдова) хирургическа намеса. Специалистите вкарват тънка тел в голяма артерия на пациента, обикновено през крака или хълбока. Ръководейки се от показанията на флуороскопията, показваща кръвоносната система с помощта на рентгенови лъчи, хирургът в ръчен режим насочва телта към повредения кръвоносен съд на мозъка. Такава методика позволява не само да се установи точното местоположение на тромба, но и да се въведе в нужната област катетър за доставка на лекарствения препарат, разпръскващ съсирека или устройство за неговото извеждане.
Но металическите или полимерни инструменти, които се използват в тези процедури, могат да предизвикат триене и даже да засядат в труднопроходими места. С определени рискове се сблъскват и самите лекари, които по време на операцията са подложени на облъчване.
Тези проблеми са разрешени в новата разработка на инженерите от Масачузетския технологичен институт (MIT).Екипът е създал робот , приличащ на конец, който може леко да се плъзга по криволичащите лабиринти от кръвоносни съдове на главния мозъка. Новата разработка ще позволи оперативно да се лекуват труднодостъпни области на мозъка. При това, процедурата ще бъде по-безопасна и за пациентите, и за хирурзите.
„Ако на остър инсулт може да се реагира в първите 90 минути, шансът за оживяване на пациентите рязко нараства. – пояснява съавтора на разработката Ксюанхе Чжао – Ако ние можем да разработим устройство , което да разпръсне образувалото се запушване в този срок, то със сигурност ще избегнем дългосрочните последствия върху главния мозък.”
По думите на екипа, основата за изработването на робо-червея е тел от никело-титаниева сплав, или както е известна с името нитинол. Тънката тел от такъв материал прекрасно се огъва, като при това остава еластична и може да бъде прекарана през най-тесните и криволичащи кръвоносни съдове.
Тази сърцевина от нитинол учените са я покрили със магнитни частици и отгоре са нанесли слой от хидрогел, който не влияе на чувствителността на магнитните частици, но прави повърхността на устройството биосъвместима и гладка, намалявайки триенето.
Устройството е с диаметър по-малък от 0,6 милиметра и се управлява дистанционно с помощта на магнит.
Екипът е провел вече няколко изпитания на робо-червея. В единия от експериментите, той е преодолял „пътека с препятствия” от миниатюрни колелца. Авторите сравняват този тест като вкарване на конец в иглено ухо.
За другото изпитание е използвано силиконово копие на човешки мозък в естествени размери. То е създадено с помощта на компютърна томография на главния мозък на пациент. Основните кръвоносни съдове били запълнени с течност с вискозитет близък до тоя на кръвта и допълнили картината със съсиреци и аневризми.
След това изследователите в ръчен режим управлявали робо-червея с голям магнит, за да насочат робота по необходимата траектория вътре в кръвоносните съдове.
Екипът отбелязва, че са останали удовлетворени от резултатите на проведените експерименти. Маневреността на робо-червея е по-висока, отколкото на традиционните инструменти. При това гладкото покритие е намалило риска, свързан с триенето, а възможността за дистанционен контрол е обезопасила хирурзите.
„Съществуващите платформи могат да въздействат чрез магнитно поле и едновременно да изпълняват процедурата на рентгеноскопия. По този начин хирургът може да се намира в друга стая или даже в друг град, контролирайки магнитното поле в помощта на джойстик” – обяснява водещия автор Юнхо Ким.
На следващия етап, изследователите ще изпробват устройството на животни, а също така ще работят за разширяване на функционалността му. В частност, искат да използват робо-червея за целева доставка на лекарства, разреждащи кръвта.
Освен това, учените планират да експериментират и с друга методика – разбиване на съсиреците под въздействието на лазерен лъч. За да демонстрират жизнеспособността на своята идея, те заменили при един от експериментите сърцевината от нитинол с оптично влакно. Специалистите с помощта на магнит са насочили робота в целевата област, а след това са активирали лазер, който е изпълнил останалата работа.
