Mikrorobot Kecil Dapat Berkelana Melalui Tubuh Manusia dengan Menggelinding

Insinyur di Purdue University telah mengembangkan robot kecil berbentuk persegi panjang yang dapat beroperasi di dalam tubuh manusia. Teknologi baru ini, yang didemonstrasikan pada model hewan hidup, membawa kita lebih dekat untuk memanfaatkan kekuatan robot untuk banyak aplikasi terobosan, terutama di bidang kesehatan.

Studi baru ini diterbitkan di Nature Machine Intelligence.

Robot, yang bergerak melalui usus besar dengan melakukan gerakan salto, adalah alat pengangkut obat. Organ seperti usus besar dianggap sebagai medan yang kasar, sebagian menjelaskan aspek salto dari teknologi ini. Ini adalah demonstrasi pertama dari mikrorobot yang berguling di dalam tubuh.

Salah satu keuntungan besar menggunakan robot kecil untuk mengirimkan obat adalah bahwa dapat menargetkan lokasi yang tepat. Dengan melakukan ini, robot dapat melewati organ lain yang obat dapat berinteraksi, menyebabkan efek sampingan seperti kehilangan rambut dan perdarahan lambung.

Mikrorobot ini ditenagai dan dikendalikan secara nirkabel oleh medan magnet di luar.

David Cappelleri adalah profesor asosiasi di Purdue untuk teknik mesin.

“Ketika kami menerapkan medan magnet eksternal yang berputar pada robot ini, mereka berputar seperti ban mobil yang melintasi medan kasar,” kata Cappelleri. “Medan magnet juga aman menembus berbagai jenis medium, yang penting untuk menggunakan robot ini di dalam tubuh manusia.”

Usus besar dipilih karena titik masuk yang mudah, serta lingkungannya yang sulit.

Luis Solorio adalah profesor asisten di Sekolah Teknik Biomedis Weldon, Purdue.

“Menggerakkan robot di sekitar usus besar seperti menggunakan people-walker di bandara untuk mencapai terminal lebih cepat. Bukan hanya lantai yang bergerak, tetapi juga orang-orang di sekitar Anda,” kata Solorio.

“Di usus besar, Anda memiliki semua cairan dan bahan yang mengikuti jalur, tetapi robot bergerak dalam arah yang berlawanan. Ini bukanlah perjalanan yang mudah.”

Lingkungan yang sulit membuat kemampuan robot untuk beroperasi di dalamnya semakin mengesankan.

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

Eksperimen

Eksperimen in vivo dilakukan di usus besar tikus hidup, yang diberi anestesi. Mikrorobot pertama kali dimasukkan ke dalam larutan garam sebelum dimasukkan ke dalam tikus, dan peralatan ultrasonik membantu mengamati gerakannya secara real-time.

Peneliti juga menentukan bahwa mikrorobot dapat beroperasi dengan sukses di babi, karena kesamaan antara usus babi dan manusia.

Craig Goergen adalah Profesor Asosiasi Biomedical Engineering Leslie A. Geddes di Purdue.

Mikrorobot dilapisi dengan obat palsu berfluoresen, dan dapat berhasil membawa obat tersebut selama bergerak di dalam larutan.

“Kami dapat mendapatkan pelepasan obat yang terkendali dengan baik. Ini berarti bahwa kami dapat memandu mikrorobot ke lokasi di dalam tubuh, meninggalkannya di sana, dan kemudian membiarkan obat keluar secara perlahan. Dan karena mikrorobot memiliki lapisan polimer, obat tidak akan jatuh sebelum mencapai lokasi target,” kata Solorio.

Mikrorobot ini terbuat dari polimer dan logam, yang tidak beracun dan dapat didegradasi.

“Dari perspektif diagnostik, mikrorobot ini mungkin dapat mencegah kebutuhan akan kolonoskopi invasif minimal dengan membantu mengumpulkan jaringan. Atau mereka dapat mengirimkan payload tanpa harus melakukan persiapan yang diperlukan untuk kolonoskopi tradisional,” kata Goergen.