Китайські вчені створили магнітного робота з мікроволокна, який може знизити ризик кровотеч при аневризмі головного мозку та «заморити голодом» пухлину головного мозку. М’який бот робить це, перекриваючи приплив крові до аневризму чи пухлини. В результаті пухлина перестає рости та зменшується. Робот може блокувати гілки кровоносних судин, до яких звичайні катетери не могли дістатися. Спіральна форма забезпечує більший контроль та точність, ніж в інших методів, які використовуються для лікування цих станів. Тести на моделі судин та на кроликах показали перспективність робота для клінічного застосування.
Аневризми та пухлини головного мозку призводять до більш ніж 750 тис. смертей щорічно. Одним з основних методів лікування є емболізація, яка використовується для блокування кровотоку. Ця процедура зазвичай проводиться через введення катетера в стегнову артерію та його пересування судинами до досягнення цільового місця, куди вводяться емболічні матеріали для закриття судини. Однак цей метод обмежений через складність керування катетером у складних мережах нейросудин. Крім того, хірурги зазнають тривалого впливу радіації, оскільки процедура проводиться під рентгенівським випромінюванням.
Для дистанційного переміщення катетера можна використовувати роботів, але це складне завдання, оскільки катетер може зміщуватися. Щоб вирішити ці проблеми, команда з Університету науки та технологій Хуачжун в Ухані, Університету науки та технологій Китаю в Хефеї та Шанхайського університету Цзяо Тонг розробила м’якого робота з магнітним управлінням.
Робот може виконувати роботизовану емболізацію гілок кровоносних судин, до яких звичайні катетери не могли дістатися. Пристрій складається з намагніченого волокна, згорнутого в спіраль. Воно може маневрувати та пристосовуватися до судин різних розмірів, переміщаючись обертальним рухом під впливом зовнішнього магнітного поля. Розмір робота становить близько півміліметра, його форма здатна змінюватися, підлаштовуючись під потреби процедури.
- Електростимуляція мозку і віртуальна реальність допомагають при деменції
- Учені запустили хімічні “фабрики” в живих клітинах за допомогою світла
- Учені відкрили новий тип смертельно небезпечного грибка
Команда запропонувала використовувати робота на додаток до процедури емболізації за допомогою катетера. План полягає в тому, щоб спочатку ввести катетер, а потім через катетер помістити робота всередину кровоносної судини. Контроль відбувається за допомогою рентгенівської візуалізації, що дозволяє спостерігати рух пристрою. Якщо робот потрапить не в ту відгалужену посудину, його можна легко переорієнтувати на правильний шлях. Цей підхід дозволить максимізувати точність досягнення необхідних судин та підвищити ефективність процедури.
Після досягнення мети робот здатний блокувати кровопостачання гілки судини двома способами. У першому випадку кілька роботів збираються разом, утворюючи щільну структуру, яка перекриває приплив крові. Це допомагає знизити кровотечу з аневризми та припинити живлення пухлин головного мозку. Роботи можуть незалежно контролюватись за допомогою магнітних полів. У другому випадку робот направляє спеціальні частинки у гілку судини для їх згущення та «голодування» пухлини. При цьому тимчасово блокується здорова судина доти, доки частки не потраплять у потрібні гілки. Після завершення процедури робот легко видаляється зі здорової гілки.
У ході тестування на модельній системі кровоносних судин команда виявила, що два робота, які перебувають у здоровій гілки, досягли коефіцієнта блокування частинок 88%. Роботи також були протестовані на задніх лапах кроликів. За словами дослідників, через три тижні після емболізації роботи продовжували блокувати кровотік, а аналізи органів кролика не виявили жодних запалень чи патологій. Але необхідні подальші випробування з використанням роботів різних розмірів, матеріалів та систем позиціонування, наприклад ультразвуку.