Miniboty sterowane polem magnetycznym udrażniają tętnice

Po raz pierwszy w historii, naukowcy wprowadzili do wąskich naczyń krwionośnych bezprzewodowe miniaturowe roboty, mogąc dowolnie sterować ich ruchami. Technologia może posłużyć do usuwania skrzepów krwi.

Zabójcze skrzepy krwi

Skrzepy krwi odpowiadają za 1 z 4 zgonów i są główną przyczyną śmierci na całym świecie. W okresie jednego miesiąca od diagnozy, umiera od 10% do 30% pacjentów. Skrzep blokuje naczynie krwionośne, uniemożliwiając krwi dostarczenie tlenu do niektórych obszarów ciała. Wczesne rozpoznanie pozwala na zastosowanie leków rozpuszczających albo interwencje chirurgiczne. Niektóre obszary ciała są jednak tak trudno dostępne, że mechaniczne odblokowanie naczynia jest niemożliwe. To ograniczenie mogą pokonać miniaturowej wielkości roboty sterowane przez lekarzy.

W przeprowadzonym eksperymencie, naukowcy z University of Twente i Radboudumc umieścili element w kształcie śruby w odłączonej aorcie nerkowej, sterując nim za pomocą magnesu obrotowego. Mechanizm pozwolił robotowi poruszać się zarówno z prądem i jak pod prąd przepływu krwi. Do tego jest biokompatybilny, aby nie powodować uszkodzeń wewnątrz naczyń krwionośnych.

Jak robot rozbija zatory w żyłach?

Do precyzyjnego, bezprzewodowego sterowania miniaturowym robotem, naukowcy wykorzystali kontrolowane przez urządzenie zewnętrzne wirujące pole magnetyczne. Do lokalizacji w czasie rzeczywistym posłużyło urządzenie rentgenowskie. Eksperyment przeprowadzono przy przepływie krwi tętniczej z prędkością 120 ml na minutę wewnątrz aorty. Przy silniejszym polu magnetycznym, mini-boty powinny pokonać nawet silniejszy przepływ krwi. Podczas prób udało się swobodnie sterować ruchami wewnątrz aorty, nawet kilkoma robotami naraz.

Roboty wprowadzane do żył to wydrukowane w 3D obiekty w kształcie śruby z małym magnesem o długości i średnicy zaledwie jednego milimetra. Jest on tak zlokalizowany, aby móc obracać śrubą w obie strony. W ten sposób mini-robot może płynąć pod prąd, zawrócić i dalej płynąć z prądem, a także przemieszczać się wzdłuż i wszerz. Kształt śruby umożliwia przewiercenie się przez skrzep krwi i robicie go.

– Te miliroboty mają ogromny potencjał w chirurgii naczyniowej – mówi Michiel Warle, chirurg naczyniowy z Radboudumc dodając, że lekarze muszą obecnie używać rozcieńczalników krwi i elastycznych narzędzi. Z kolei robot może podróżować do trudno dostępnych tętnic, a do ich wprowadzenia do wnętrza ciała potrzebne są tylko minimalne nacięcia. W ramach współpracy z Radboudumc (Holandia) i Triticum Medical (Izrael), naukowcy planując dalszy rozwój innowacji, aby ostatecznie wprowadzić ją do praktyki klinicznej.

Technologia może być też potencjalnie wykorzystywana do innych zadań, jak np. precyzyjne dostarczanie leków do określonych miejsc w organizmie.

Kliknij tutaj aby zobaczyć film prezentujący działanie robota dostępny.

Czytaj także: Wibrująca e-kapsułka pomoże w leczeniu otyłości.