روبوتات دقيقة يمكنها السفر عبر الجسم البشري عن طريق الدوران

قام مهندسون في جامعة بوردو بتطوير روبوت مستطيل صغير يمكنه العمل داخل الجسم البشري. وتجسيد هذه التقنية الجديدة، التي تم تجربتها في نماذج حيوانية حية، يقربنا من استغلال قوة الروبوتات لتطبيقات كثيرة مبتكرة، خاصة في مجال الرعاية الصحية.

نشرت الدراسة الجديدة في نيتشر ماشين إنTELIGENCE.

يحرك الروبوت، الذي يتحرك عبر القولون من خلال القيام بحركات الدوران، أداة نقل الأدوية. تعتبر الأعضاء مثل القولون أراضي خشنة، مما يفسر جزئيًا جانب الدوران من التقنية. وهي أول تجسيد لروبوت دوار صغير في الجسم الحي.

من أحد الفوائد الرئيسية لاستخدام روبوت صغير لنقل الأدوية هو أنه يمكنه ضرب الموقع الدقيق. من خلال القيام بذلك، يمكن للروبوت تجاوز الأعضاء الأخرى التي يمكن أن تتفاعل مع الأدوية، مما يسبب آثار جانبية مثل تساقط الشعر والنزيف المعدي.

يتم تشغيل الروبوت الصغير وتحكمه لاسلكيًا بواسطة حقل مغناطيسي من الخارج.

ديفيد كابيليري هو أستاذ مساعد في جامعة بوردو للهندسة الميكانيكية.

“عندما نطبق حقل مغناطيسي دوار خارجي على هذه الروبوتات، تدور مثل إطار سيارة على أرض خشن،” قال كابيليري. “الحقل المغناطيسي يخترق أيضًا بأمان أنواع مختلفة من الوسائط، وهو أمر مهم لاستخدام هذه الروبوتات في الجسم البشري.”

تم اختيار القولون بسبب نقطة الدخول السهلة، بالإضافة إلى بيئته الصعبة.

لويس سولوريو هو أستاذ مساعد في مدرسة بوردو للهندسة الحيوية.

“حركة روبوت حول القولون مثل استخدام المشي في المطار للوصول إلى المحطة بشكل أسرع. لا只是 الأرض تتحرك، ولكن الناس من حولك،” قال سولوريو.

“في القولون، لديك جميع هذه السوائل والمواد التي تتبع المسار، ولكن الروبوت يتحرك في الاتجاه المعاكس. إنه ليس رحلة سهلة.”

تجعل البيئة الصعبة قدرة الروبوت على العمل داخلها أكثر إثارة للإعجاب

https://www.youtube.com/watch?v=9OsYpJFWnN8&feature=youtu.be

التجارب

أجريت التجارب الحية في أمعاء الفئران الحية، التي تم وضعها تحت التخدير. تم وضع روبوت صغير أولاً في محلول ملحي قبل إدراجه في الفئران، وساعدت معدات الألتراساوند على مراقبة حركاته في الوقت الفعلي.

كما حدد الباحثون أن الروبوتات الصغيرة يمكنها العمل بنجاح في الخنازير، بسبب التشابه بين أمعاء الحيوان والبشر.

كريغ جورجين هو أستاذ مساعد في بوردو للهندسة الحيوية.

تم تغطية الروبوت الصغير بطلاء دوائي محاكي متألق، وقام بنجاح بنقل الدواء خلال المحلول أثناء الدوران.

“كنا قادرين على الحصول على إطلاق دوائي خاضع للسيطرة. هذا يعني أننا يمكن أن نخطط لروبوت صغير لنقله إلى موقع في الجسم، ونتركه هناك، ثم نسمح للدواء بالخروج ببطء. وبسبب أن الروبوت الصغير يحتوي على غطاء بوليمري، فإن الدواء لن يسقط قبل الوصول إلى الموقع المستهدف،” قال سولوريو.

تكون الروبوتات الصغيرة من البوليمر والمعدن، وهي غير سامة ومحللة حيويا.

“من وجهة نظر تشخيصية، قد تمنع هذه الروبوتات الصغيرة الحاجة إلى تنظير القولون الغير جراحي عن طريق مساعدة جمع الأنسجة. أو أنها يمكن أن تنقل حمولات دون الحاجة إلى عمل التحضيرات اللازمة للتنظير الغير جراحي التقليدي،” قال جورجين.