Pienet Mikrorobotit Voivat Liikkua Ihmiskehossa Pyöriessään

Purdue-yliopiston insinöörit ovat kehittäneet pienen neliönmuotoisen robotin, joka pystyy toimimaan ihmiskehossa. Uusi teknologia, joka on osoitettu elävissä eläinmalleissa, tuo meidät lähemmäs robotiikan voiman hyödyntämistä monissa läpimurto-sovelluksissa, erityisesti terveydenhuollossa.

Uusi tutkimus on julkaistu Nature Machine Intelligence -julkaisussa.

Robotti, joka liikkui paksusuolessa tekemällä takaperin pyörähdyksiä, on lääkkeitä kuljettava työkalu. Elimet, kuten paksusuoli, ovat karkeaa maastoa, mikä osittain selittää takaperin pyörähdyksen osuuden teknologiassa. Se on ensimmäinen tumblaus-mikrorobotti, joka on osoitettu elävissä eläinmalleissa.

Yksi pienen robotin käytön suurista hyödyistä lääkkeiden toimittamisessa on, että se voi osua tarkasti kohdepaikkaan. Tekemällä tämän, robotti voi ohittaa muut elimet, joilla lääkkeet voivat vuorovaikuttaa, aiheuttaen sivuvaikutuksia, kuten hiustenlähtöä ja vatsakipua.

Mikrorobotti on magneettikentän ohjattavissa ja voimassa ulkopuolelta.

David Cappelleri on Purdue-yliopiston apulaisprofessori mekaniikasta.

“Kun sovellemme pyörivää ulkoista magneettikenttää näihin roboteihin, ne pyörivät kuin auton rengas karkealla maastolla”, Cappelleri sanoi. “Magneettikenttä myös turvallisesti läpäisee erilaisia medioita, mikä on tärkeää näiden robotien käytölle ihmiskehossa.”

Paksusuoli valittiin sen helpon pääsypisteen ja haastavan ympäristön vuoksi.

Luis Solorio on apulaisprofessori Purdue-yliopiston Weldonin biolääketieteellisessä tiedekunnassa.

“Robotti liikkuu paksusuolissa kuin ihminen käyttää lentokentän people-walkeria päästäkseen nopeammin terminaaliin. Ei vain lattia liiku, vaan myös ihmiset ympärillä”, Solorio sanoi.

“Paksusuolissa on kaikki nämä nesteet ja materiaalit, jotka seuraavat reittiä, mutta robotti liikkuu vastakkaiseen suuntaan. Se ei ole helppo matka.”

Haastava ympäristö tekee robotin kyvystä toimia siinä vielä vaikuttavammaksi

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

Kokeet

In vivo -kokeet suoritettiin elävien hiirien paksusuolissa, jotka olivat anestesiaa. Mikrorobotti asetettiin ensin suolaliuokseen ennen asettamista hiiriin, ja ultraäänilaitteet auttoivat seuraamaan sen liikkeitä reaaliajassa.

Tutkijat totesivat myös, että mikrorobotit voivat toimia menestyksekkäästi sioissa, johtuen siojen ja ihmisten suolistojen samankaltaisuuksista.

Craig Goergen on Purdue-yliopiston Leslie A. Geddesin apulaisprofessori biolääketieteellisestä tiedekunnasta.

Mikrorobotti oli peitetty fluoresoivalla lääkeaineella, ja se pystyi onnistuneesti kuljettamaan lääkettä liuoksessa pyöriessään.

“Pystyimme saamaan hyvin kontrolloidun lääkekuorman. Tämä tarkoittaa, että voimme mahdollisesti ohjata mikrorobottia kehon paikkaan, jättää sen sinne ja antaa lääkkeen hitaasti tulla ulos. Ja koska mikrorobotti on polymeripinnoitettu, lääke ei putoa ennen kuin se saavuttaa kohdepaikan”, Solorio sanoi.

Mikrorobotit ovat valmistettu polymerista ja metallista, jotka ovat myrkyttömiä ja biologisesti hajoavia.

“Diagnostisesta näkökulmasta nämä mikrorobotit voivat estää tarvetta minimoinvasiivisille paksusuolikanavauksille auttamalla kudoksen keräämisessä. Tai ne voivat toimittaa kuormia ilman tarvetta perinteisten paksusuolikanavauksien valmistelutyöhön”, Goergen sanoi.