تصاویر موجود برای دانلود در وب‌سایت دفتر مطبوعاتی MIT، تحت مجوز Creative Commons Attribution Non-Commercial Non-Dirivative در اختیار نهادهای غیر تجاری، مطبوعات و عموم قرار می‌گیرند. اندازه مناسب. اعتبار باید هنگام کپی کردن تصاویر استفاده شود.اگر در زیر ارائه نشده است، برای تصاویر به "MIT" اعتبار دهید.
مهندسان MIT یک ربات سیم مانند با قابلیت هدایت مغناطیسی ساخته اند که می تواند به طور فعال در مسیرهای باریک و پر پیچ و خم مانند عروق لابیرنتی مغز حرکت کند.
در آینده، این رشته رباتیک ممکن است با فناوری اندوواسکولار موجود ترکیب شود و به پزشکان اجازه دهد تا از راه دور یک ربات را از طریق عروق خونی مغز بیمار هدایت کنند تا به سرعت انسدادها و ضایعاتی مانند آنوریسم ها و سکته های مغزی را درمان کنند.
سکته مغزی پنجمین علت مرگ و میر و علت اصلی ناتوانی در ایالات متحده است.مهندسی مکانیک MIT و ژائو ژوانه، دانشیار مهندسی عمران و محیط زیست، می‌گویند: اگر بتوان سکته مغزی حاد را در 90 دقیقه اول درمان کرد، بقای بیمار ممکن است به طور قابل توجهی بهبود یابد. انسداد در طول این دوره زمانی، ما به طور بالقوه می توانیم از آسیب دائمی مغز جلوگیری کنیم.این امید ماست.»
ژائو و تیمش از جمله نویسنده اصلی یونهو کیم، دانشجوی کارشناسی ارشد در دپارتمان مهندسی مکانیک MIT، طراحی ربات نرم خود را امروز در مجله Science Robotics توصیف می کنند. سایر نویسندگان مقاله عبارتند از دانشجوی فارغ التحصیل MIT آلمانی آلبرتو پارادا و دانشجوی مهمان. شنگدو لیو.
برای برداشتن لخته های خون از مغز، پزشکان معمولاً جراحی اندوواسکولار را انجام می دهند، یک روش کم تهاجمی که در آن جراح یک نخ نازک را از طریق شریان اصلی بیمار، معمولاً در ساق پا یا کشاله ران، وارد می کند. تحت هدایت فلوروسکوپی، که به طور همزمان از اشعه ایکس استفاده می کند. از رگ های خونی عکس بگیرید، جراح به صورت دستی سیم را به داخل رگ های خونی آسیب دیده مغز می چرخاند. سپس کاتتر را می توان در امتداد سیم رد کرد تا دارو یا دستگاه بازیابی لخته را به ناحیه آسیب دیده تحویل دهد.
کیم گفت که این روش می تواند از نظر فیزیکی سخت باشد و به جراحان نیاز دارد که برای مقاومت در برابر قرار گرفتن در معرض تابش مکرر فلوروسکوپی آموزش ببینند.
کیم گفت: «این یک مهارت بسیار سخت است، و جراحان کافی برای خدمات رسانی به بیماران، به ویژه در مناطق حومه شهر یا روستایی، وجود ندارد.
سیم‌های راهنمای پزشکی مورد استفاده در چنین روش‌هایی غیرفعال هستند، به این معنی که باید به صورت دستی دستکاری شوند، و اغلب از یک هسته آلیاژ فلزی ساخته می‌شوند و با یک پلیمر پوشانده می‌شوند، که کیم می‌گوید می‌تواند باعث ایجاد اصطکاک و آسیب به پوشش رگ‌های خونی شود. فضای تنگ
این تیم متوجه شد که پیشرفت‌ها در آزمایشگاه آنها می‌تواند به بهبود این روش‌های درون عروقی، هم در طراحی سیم‌های راهنما و هم در کاهش قرار گرفتن پزشکان در معرض هرگونه تشعشع مرتبط کمک کند.
در چند سال گذشته، این تیم در زمینه هیدروژل‌ها (مواد زیست سازگار که عمدتا از آب ساخته شده‌اند) و چاپ سه بعدی مواد مغناطیسی که می‌توانند برای خزیدن، پریدن و حتی گرفتن یک توپ طراحی شوند، تخصص پیدا کرده‌اند. آهن ربا.
در مقاله جدید، محققان کار خود را بر روی هیدروژل ها و تحریک مغناطیسی ترکیب کردند تا سیم رباتیکی با قابلیت هدایت مغناطیسی با پوشش هیدروژل یا سیم راهنما تولید کنند که توانستند آنقدر نازک بسازند که رگ های خونی را به طور مغناطیسی در مغزهای ماکت سیلیکونی در اندازه واقعی هدایت کند. .
هسته سیم رباتیک از آلیاژ نیکل-تیتانیوم یا "نیتینول" ساخته شده است، ماده ای که هم قابل خم شدن و هم الاستیک است. انعطاف پذیری هنگام پیچیدن رگ های خونی سفت و پرپیچ و خم. تیم هسته سیم را با خمیر یا جوهر لاستیکی پوشانده و ذرات مغناطیسی را در آن جاسازی کرده است.
در نهایت، آنها از یک فرآیند شیمیایی که قبلا توسعه داده بودند برای پوشاندن و چسباندن پوشش مغناطیسی با یک هیدروژل استفاده کردند - ماده ای که بر واکنش ذرات مغناطیسی زیرین تأثیر نمی گذارد، در حالی که هنوز یک سطح صاف، بدون اصطکاک و زیست سازگار را فراهم می کند.
آنها دقت و فعال شدن سیم رباتیک را با استفاده از آهنربای بزرگ (مثل طناب عروسکی) برای هدایت سیم از میان مسیر مانع حلقه کوچکی که یادآور سیمی است که از سوراخ سوزن عبور می کند، نشان دادند.
محققان همچنین سیم را در یک ماکت سیلیکونی در اندازه واقعی از رگ‌های خونی اصلی مغز، از جمله لخته‌ها و آنوریسم‌ها، که از سی تی اسکن مغز یک بیمار واقعی تقلید می‌کرد، آزمایش کردند. تیم یک ظرف سیلیکونی را با مایعی پر کردند که ویسکوزیته خون را تقلید می‌کرد. ، سپس به صورت دستی آهنرباهای بزرگ را در اطراف مدل دستکاری کرد تا ربات را از طریق مسیر باریک و پیچ در پیچ ظرف هدایت کند.
کیم می‌گوید که رشته‌های رباتیک می‌توانند عملکردی داشته باشند، به این معنی که می‌توان کارایی را اضافه کرد - به عنوان مثال، داروهایی که لخته‌های خون را کاهش می‌دهند یا انسداد را با لیزر می‌شکنند. برای نشان دادن دومی، تیم هسته‌های نیتینول رشته‌ها را با فیبرهای نوری جایگزین کردند و دریافتند که آنها می توانند ربات را به صورت مغناطیسی هدایت کنند و پس از رسیدن به ناحیه مورد نظر لیزر را فعال کنند.
هنگامی که محققان سیم روباتیک پوشیده شده با هیدروژل را با سیم روباتیک بدون پوشش مقایسه کردند، دریافتند که این هیدروژل یک مزیت لغزنده بسیار مورد نیاز را به سیم ارائه می‌کند و به آن اجازه می‌دهد در فضاهای تنگ‌تر بدون گیر کردن سر بخورد. این ویژگی کلیدی برای جلوگیری از اصطکاک و آسیب به آستر ظرف در هنگام عبور نخ خواهد بود.
کیوجین چو، استاد مهندسی مکانیک در دانشگاه ملی سئول، می‌گوید: «یکی از چالش‌های جراحی این است که بتوانیم رگ‌های خونی پیچیده‌ای در مغز را طی کنیم که قطر آن‌ها آنقدر کوچک است که کاتترهای تجاری نمی‌توانند به آن دسترسی پیدا کنند."این مطالعه نشان می دهد که چگونه می توان بر این چالش غلبه کرد.بالقوه و فعال کردن روش های جراحی در مغز بدون جراحی باز."
این نخ رباتیک جدید چگونه از جراحان در برابر تشعشعات محافظت می کند؟ کیم گفت، سیم راهنما با قابلیت هدایت مغناطیسی نیازی به فشار دادن سیم به داخل رگ خونی بیمار را از بین می برد. مهمتر از آن فلوروسکوپی است که تابش را تولید می کند.
در آینده نزدیک، او جراحی اندوواسکولار را با ترکیب فناوری مغناطیسی موجود، مانند جفت آهنربای بزرگ، در نظر می‌گیرد که به پزشکان اجازه می‌دهد در خارج از اتاق عمل، دور از فلوروسکوپ‌هایی که از مغز بیماران تصویر می‌کنند، یا حتی در مکان‌های کاملاً متفاوت باشند.
کیم گفت: «سکوهای موجود می‌توانند میدان مغناطیسی را بر روی بیمار اعمال کنند و همزمان فلوروسکوپی انجام دهند و پزشک می‌تواند میدان مغناطیسی را با جوی استیک در اتاق دیگر یا حتی در یک شهر دیگر کنترل کند.» از فناوری موجود در مرحله بعدی برای آزمایش رشته رباتیک خود در داخل بدن استفاده کنید.
بودجه این تحقیق تا حدی از طریق دفتر تحقیقات نیروی دریایی، موسسه نانوتکنولوژی سرباز MIT و بنیاد ملی علوم (NSF) تامین شد.
بکی فریرا، خبرنگار مادربرد می نویسد که محققان MIT رشته رباتیکی ساخته اند که می تواند برای درمان لخته های خون عصبی یا سکته مغزی استفاده شود. ربات ها می توانند به داروها یا لیزرهایی مجهز شوند که «می توانند به مناطق مشکل دار مغز تحویل داده شوند.این نوع فناوری کم تهاجمی همچنین ممکن است به کاهش آسیب ناشی از اورژانس های عصبی مانند سکته کمک کند.
جیسون دیلی، خبرنگار اسمیتسونیان می‌نویسد، محققان MIT رشته جدیدی از رباتیک مگنترون ایجاد کرده‌اند که می‌تواند در مغز انسان بپیچد.
دارل اترینگتون، خبرنگار TechCrunch می نویسد که محققان MI رشته رباتیک جدیدی ساخته اند که می تواند برای کاهش تهاجمی عمل جراحی مغز مورد استفاده قرار گیرد. اترینگتون توضیح داد که رشته رباتیک جدید می تواند «ممکن است درمان مشکلات عروق مغزی، مانند انسداد و انسداد، را آسان تر و در دسترس تر کند. ضایعاتی که می تواند منجر به آنوریسم و ​​سکته شود.
کریس استوکر-واکر از New Scientist گزارش می دهد که محققان MIT کرم رباتیک جدیدی با کنترل مغناطیسی ساخته اند که می تواند روزی به کمتر تهاجمی عمل جراحی مغز کمک کند. هنگامی که روی مدل سیلیکونی مغز انسان آزمایش می شود، «روبات می تواند از طریق سختی چروکیده شود. به رگ های خونی برسد.»
Andrew Liszewski، خبرنگار Gizmodo می نویسد که یک کار رباتیک نخ مانند جدید که توسط محققان MIT ساخته شده است می تواند برای پاک کردن سریع انسدادها و لخته هایی که باعث سکته مغزی می شوند استفاده شود. لیزفسکی توضیح داد که جراحان اغلب باید آن را تحمل کنند.