Các Robot Vi Di Chuyển Trong Cơ Thể Người Bằng Cách Lộn

Các kỹ sư tại Đại học Purdue đã phát triển một robot hình chữ nhật nhỏ có thể hoạt động trong cơ thể người. Công nghệ mới này, được chứng minh trong các mô hình động vật sống, đưa chúng ta gần hơn với việc tận dụng sức mạnh của robot cho nhiều ứng dụng đột phá, đặc biệt là trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe.

Nghiên cứu mới này được công bố trên Nature Machine Intelligence.

Robot, di chuyển qua đại tràng bằng cách lộn, là một công cụ vận chuyển thuốc. Các cơ quan như đại tràng được coi là địa hình khó khăn, một phần giải thích cho khía cạnh lộn của công nghệ này. Đây là lần đầu tiên chứng minh một robot vi lộn trong cơ thể sống.

Một trong những lợi ích chính của việc sử dụng một robot nhỏ để vận chuyển thuốc là nó có thể nhắm vào chính xác vị trí mục tiêu. Bằng cách này, robot có thể tránh các cơ quan khác mà thuốc có thể tương tác, gây ra các tác dụng phụ như rụng tóc và chảy máu dạ dày.

Robot vi được cấp năng lượng và điều khiển không dây bởi một trường từ tính ở bên ngoài.

David Cappelleri là một giáo sư liên kết về kỹ thuật cơ khí tại Purdue.

“Khi chúng tôi áp dụng một trường từ tính quay ngoài vào các robot này, chúng quay giống như một lốp xe sẽ đi qua địa hình khó khăn,” Cappelleri nói. “Trường từ tính cũng thâm nhập an toàn vào các loại môi trường khác nhau, điều này quan trọng khi sử dụng các robot này trong cơ thể người.”

Đại tràng được chọn do điểm vào dễ dàng cũng như môi trường khó khăn.

Luis Solorio là một giáo sư trợ lý tại Trường Kỹ thuật Y sinh Weldon của Purdue.

“Di chuyển một robot quanh đại tràng giống như sử dụng người đi bộ tại sân bay để đến một ga nhanh hơn. Không chỉ sàn di chuyển, mà còn có người xung quanh bạn,” Solorio nói.

“Trong đại tràng, bạn có tất cả các chất lỏng và vật liệu đó theo sau đường đi, nhưng robot di chuyển theo hướng ngược lại. Đó không phải là một cuộc hành trình dễ dàng.”

Môi trường khó khăn làm cho khả năng hoạt động của robot trong đó trở nên ấn tượng hơn

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

Thử nghiệm

Các thí nghiệm trong cơ thể sống được thực hiện trong đại tràng của chuột sống, được đặt dưới gây mê. Một robot vi được đặt vào một dung dịch muối trước khi được đưa vào chuột, và thiết bị siêu âm giúp quan sát chuyển động của nó trong thời gian thực.

Các nhà nghiên cứu cũng xác định rằng các robot vi có thể hoạt động thành công trong lợn, do sự tương đồng giữa ruột của động vật và con người.

Craig Goergen là Giáo sư Liên kết Leslie A. Geddes về Kỹ thuật Y sinh tại Purdue.

Robot vi được phủ một lớp thuốc giả dược phát sáng, và nó có thể thành công trong việc vận chuyển thuốc trong dung dịch trong khi lộn.

“Chúng tôi có thể nhận được một sự giải phóng thuốc có kiểm soát. Điều này có nghĩa là chúng tôi có thể potentially điều khiển robot vi đến một vị trí trong cơ thể, để nó ở đó, và sau đó cho phép thuốc từ từ được giải phóng. Và vì robot vi có một lớp phủ polymer, thuốc không bị rơi ra trước khi đến vị trí mục tiêu,” Solorio nói.

Các robot vi được làm từ polymer và kim loại, không độc hại và có thể phân hủy.

“Từ góc độ chẩn đoán, các robot vi này có thể ngăn chặn nhu cầu thực hiện nội soi đại tràng xâm lấn tối thiểu bằng cách giúp thu thập mô. Hoặc chúng có thể vận chuyển thuốc mà không cần phải thực hiện công việc chuẩn bị cần thiết cho các nội soi đại tràng truyền thống,” Goergen nói.