Μικρορομπότ μπορούν να ταξιδέψουν μέσα από το ανθρώπινο σώμα με αναστροφή

Οι μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο Purdue έχουν αναπτύξει ένα μικρό ορθογώνιο ρομπότ που είναι ικανό να λειτουργεί μέσα στο ανθρώπινο σώμα. Η νέα τεχνολογία, η οποία επιδείχθηκε σε ζωντανούς ζωικούς μοντέλους, μας φέρνει πιο κοντά στο να εκμεταλλευτούμε τη δύναμη των ρομποτών για πολλές επαναστατικές εφαρμογές, ιδιαίτερα στην υγεία.

Η νέα μελέτη δημοσιεύθηκε στο Nature Machine Intelligence.

Το ρομπότ, το οποίο κινούταν μέσα από τον κόλον με αναστροφές, είναι ένα εργαλείο μεταφοράς φαρμάκων. Όργανα όπως ο κόλον θεωρούνται δυσκόλες επιφάνειες, εν μέρει εξηγώντας την πλευρά της αναστροφής της τεχνολογίας. Đây είναι η πρώτη επίδειξη ενός ρομποτικού αναστροφέα in vivo.

Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα της χρήσης ενός μικρού ρομποтю για τη μεταφορά φαρμάκων είναι ότι μπορεί να χτυπήσει τον ακριβή στόχο. Κάνοντας αυτό, το ρομπότ θα μπορούσε να παρακάμψει άλλα όργανα με τα οποία τα φάρμακα θα μπορούσαν να αλληλεπιδράσουν, προκαλώντας παρενέργειες όπως απώλεια μαλλιών και αιμορραγία στο στομάχι.

Το ρομπότ τροφοδοτείται και ελέγχεται ασύρματα από ένα μαγνητικό πεδίο στο εξωτερικό.

Ο David Cappelleri είναι αναπληρωτής καθηγητής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο Purdue.

«Όταν εφαρμόζουμε ένα περιστρεφόμενο εξωτερικό μαγνητικό πεδίο σε αυτά τα ρομπότ, περιστρέφονται όπως θα περιστρέφονταν τα λάστιχα του αυτοκινήτου σε δυσκόλες επιφάνειες», είπε ο Cappelleri. «Το μαγνητικό πεδίο επίσης διεισδύει με ασφάλεια σε διάφορους τύπους μέσων, το οποίο είναι σημαντικό για τη χρήση αυτών των ρομποτών στο ανθρώπινο σώμα».

Ο κόλον επιλέχθηκε λόγω του εύκολου σημείου εισόδου, καθώς και του δυσκόλου περιβάλλοντος.

Ο Luis Solorio είναι αναπληρωτής καθηγητής στη Σχολή Βιοϊατρικής Μηχανικής Weldon του Πανεπιστημίου Purdue.

«Η κίνηση ενός ρομποтю μέσα από τον κόλον είναι σαν τη χρήση του people-walker στο αεροδρόμιο για να φτάσετε πιο γρήγορα σε ένα τερματικό», είπε ο Solorio. «Δεν μόνο το δάπεδο κινείται, αλλά και οι άνθρωποι γύρω σας».

«Στον κόλον, υπάρχουν όλα αυτά τα υγρά και υλικά που ακολουθούν το μονοπάτι, αλλά το ρομπότ κινείται στην αντίθετη κατεύθυνση. Δεν είναι καθόλου ένα εύκολο ταξίδι».

Το δυσκόλo περιβάλλον κάνει την ικανότητα του ρομποтю να λειτουργεί μέσα σε αυτό ακόμη πιο εντυπωσιακή

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

Πειράματα

Τα πειράματα in vivo πραγματοποιήθηκαν στους κόλους ζωντανών ποντικών, τα οποία είχαν υποβληθεί σε αναισθησία. Ένα ρομπότ τοποθετήθηκε αρχικά σε μια λύση φυσιολογικού ορού πριν εισαχθεί στους ποντικούς, και η υπερηχογραφική εξοπλισμός βοήθησε να παρατηρηθεί η κίνησή του σε πραγματικό χρόνο.

Οι ερευνητές καθόρισαν επίσης ότι τα ρομπότ θα μπορούσαν να λειτουργήσουν επιτυχώς σε χοίρους, λόγω των ομοιοτήτων μεταξύ των εντέρων του ζώου και των ανθρώπων.

Ο Craig Goergen είναι ο αναπληρωτής καθηγητής Βιοϊατρικής Μηχανικής Leslie A. Geddes στο Πανεπιστήμιο Purdue.

Το ρομπότ καλύφθηκε με ένα φθοροσκοπικό ψευδές φάρμακο, και ήταν σε θέση να μεταφέρει επιτυχώς το φάρμακο σε όλη τη διάρκεια της λύσης ενώ αναστρεφόταν.

«Μπορέσαμε να πάρουμε μια ωραία, ελεγχόμενη απελευθέρωση του φαρμακευτικού φορτίου. Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούσαμε να οδηγήσουμε το ρομπότ σε μια τοποθεσία στο σώμα, να το αφήσουμε εκεί, και στη συνέχεια να επιτρέψουμε στο φάρμακο να βγει αργά. Και επειδή το ρομπότ έχει ένα πολυμερικό επικάλυμμα, το φάρμακο δεν θα πέσει πριν φτάσει σε einen στόχο», είπε ο Solorio.

Τα ρομπότ είναι κατασκευασμένα από πολυμερή και μέταλλο, τα οποία είναι μη τοξικά και βιοδιασπώμενα.

«Από διαγνωστική άποψη, αυτά τα ρομπότ θα μπορούσαν να αποτρέψουν την ανάγκη για ελάσσονες επεμβατικές κολονοσκοπίες βοηθώντας να συλλέξουν ιστό. Ή θα μπορούσαν να παραδώσουν φορτία χωρίς να κάνουν το προετοιμαστικό έργο που χρειάζεται για τις παραδοσιακές κολονοσκοπίες», είπε ο Goergen.