Microroboții mici pot călători prin corpul uman prin salturi

Inginerii de la Universitatea Purdue au dezvoltat un robot rectangular mic care poate opera în interiorul corpului uman. Noua tehnologie, care a fost demonstrată pe modele de animale vii, ne apropie de valorificarea puterii roboților pentru multe aplicații revoluționare, în special în domeniul sănătății.

Noua studiu a fost publicată în Nature Machine Intelligence.

Robotul, care s-a deplasat prin colon prin salturi, este un instrument de transport de medicamente. Organe precum colonul sunt considerate un teren dificil, ceea ce explică parțial aspectul de salt al tehnologiei. Acesta este primul demonstrat al unui microrobot care săltă în vivo.

Unul dintre principalele beneficii ale utilizării unui robot mic pentru a livra medicamente este că poate lovi exact locul țintă. Prin aceasta, robotul ar putea ocoli alte organe cu care medicamentele ar putea interacționa, provocând efecte secundare, cum ar fi pierderea părului și sângerarea gastrică.

Microrobotul este alimentat și controlat wireless de un câmp magnetic din exterior.

David Cappelleri este profesor asociat de inginerie mecanică la Purdue.

“Când aplicăm un câmp magnetic exterior rotitor acestor roboți, ei se rotesc exact ca un cauciuc de mașină pe un teren dificil”, a spus Cappelleri. “Câmpul magnetic pătrunde, de asemenea, în siguranță prin diferite tipuri de medii, ceea ce este important pentru utilizarea acestor roboți în corpul uman”.

Colonul a fost ales datorită punctului său de intrare ușor, precum și a mediului său dificil.

Luis Solorio este profesor asistent la Școala de Inginerie Biomedicală Weldon a Universității Purdue.

“A muta un robot prin colon este ca și cum ai folosi un pasajator la aeroport pentru a ajunge mai repede la o poartă”, a spus Solorio. “Nu numai că podeaua se mișcă, dar și oamenii din jurul tău”.

“În colon, ai toate aceste fluide și materiale care urmează de-a lungul drumului, dar robotul se deplasează în direcția opusă. Nu este deloc o călătorie ușoară”.

Mediul dificil face ca abilitatea robotului de a opera în el să fie și mai impresionantă.

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

Experimente

Experimentele in vivo au avut loc în colonul șobolanilor vii, care au fost puși sub anestezie. Un microrobot a fost introdus mai întâi într-o soluție salină înainte de a fi introdus în șobolani, iar echipamentul cu ultrasunete a ajutat la observarea mișcărilor sale în timp real.

Cercetătorii au determinat, de asemenea, că microroboții pot opera cu succes și la porci, datorită similarităților dintre intestinele animalelor și cele ale oamenilor.

Craig Goergen este profesor asociat de inginerie biomedicală la Purdue.

Microrobotul a fost acoperit cu un medicament de imitație fluorescent și a fost capabil să transporte cu succes medicamentul prin soluție în timp ce sălta.

“Am reușit să obținem o eliberare controlată a încărcăturii de medicamente. Acest lucru înseamnă că am putea direcționa microrobotul către o locație în corp, să-l lăsăm acolo și apoi să permitem medicamentului să iasă încet. Și deoarece microrobotul are un strat de polimer, medicamentul nu ar cădea înainte de a ajunge la locul țintă”, a spus Solorio.

Microroboții sunt făcuți din polimer și metal, care sunt netoxici și biodegradabili.

“Din punct de vedere diagnostic, acești microroboți ar putea preveni nevoia de colonoscopii minim invazive prin colectarea de țesuturi. Sau ar putea livra încărcături fără a fi nevoie de pregătirea necesară pentru colonoscopiile tradiționale”, a spus Goergen.