Majhni mikroroboti lahko potujejo skozi človeško telo s prevrnitvijo

Inženirji na univerzi Purdue so razvili majcenega pravokotnega robota, ki lahko deluje v človeškem telesu. Nova tehnologija, ki je bila prikazana na živih živalskih modelih, nas približuje izkoriščanju moči robotov za številne prelomne aplikacije, zlasti v zdravstvu. 

Nova študija je bila objavljena v Narava strojne inteligence. 

Robot, ki se premika po debelem črevesu s preobratom nazaj, je orodje za transport mamil. Organi, kot je debelo črevo, veljajo za grobe terene, kar delno pojasnjuje stranski vidik tehnologije. Gre za prvo predstavitev prevrnjenega mikrorobota in vivo.  

Ena od glavnih prednosti uporabe majhnega robota za dostavo zdravil je, da lahko zadene točno ciljno mesto. S tem bi lahko robot zaobšel druge organe, s katerimi bi zdravila lahko vplivala, kar bi povzročilo neželene učinke, kot sta izpadanje las in želodčne krvavitve. 

Mikrorobot se napaja in brezžično krmili z magnetnim poljem na zunanji strani. 

David Cappelleri je izredni profesor strojništva na univerzi Purdue. 

"Ko na te robote uporabimo rotirajoče zunanje magnetno polje, se vrtijo tako, kot bi avtomobilska pnevmatika šla čez neraven teren," je dejal Cappelleri. "Magnetno polje tudi varno prodira skozi različne vrste medijev, kar je pomembno za uporabo teh robotov v človeškem telesu."

Debelo črevo je bilo izbrano zaradi lahke vstopne točke in težavnega okolja. 

Luis Solorio je docent na Purdue's Weldon School of Biomedical Engineering.

»Premikanje robota po debelem črevesu je kot uporaba sprehajalca ljudi na letališču, da bi hitreje prišli do terminala. Ne premikajo se samo tla, ampak tudi ljudje okoli vas,« je dejal Solorio.

»V debelem črevesu imate vse te tekočine in materiale, ki si sledijo po poti, vendar se robot premika v nasprotni smeri. To preprosto ni lahka plovba.”

Zaradi zahtevnega okolja je sposobnost robota, da deluje v njem, še bolj impresivna

Poskusi

Poskusi in vivo so potekali v debelem črevesu živih miši, ki so jih dali pod anestezijo. Mikrorobota so najprej dali v fiziološko raztopino, preden so ga vstavili v miši, ultrazvočna oprema pa je pomagala opazovati njegovo gibanje v realnem času. 

Raziskovalci so tudi ugotovili, da lahko mikroroboti uspešno delujejo pri prašičih zaradi podobnosti med črevesjem živali in človeka. 

Craig Goergen je izredni profesor biomedicinskega inženirstva Leslie A. Geddes pri Purdue. 

Mikrorobot je bil prekrit s fluorescentno lažno drogo in je lahko med prevračanjem uspešno prenašal zdravilo skozi celotno raztopino. 

»Uspeli smo dobiti lepo, nadzorovano sproščanje zdravilne tovora. To pomeni, da bi lahko potencialno usmerili mikrorobota na lokacijo v telesu, ga tam pustili in nato pustili, da zdravilo počasi izstopi. In ker ima mikrorobot polimerno prevleko, zdravilo ne bi odpadlo, preden bi doseglo ciljno lokacijo,« je dejal Solorio.

O mikroroboti so narejeni iz polimera in kovine, ki sta nestrupena in biorazgradljiva. 

»Z diagnostičnega vidika lahko ti mikroroboti preprečijo potrebo po minimalno invazivnih kolonoskopijah s pomočjo zbiranja tkiva. Ali pa bi lahko dostavili tovor, ne da bi morali opraviti pripravljalno delo, ki je potrebno za tradicionalne kolonoskopije,« je dejal Goergen.