Myndir sem hægt er að hlaða niður á vefsíðu MIT Press Office eru veittar aðilum sem ekki eru viðskiptalegir, fjölmiðlum og almenningi samkvæmt Creative Commons Attribution Non-Commercial Non-Derivative License. Þú mátt ekki breyta meðfylgjandi myndum, aðeins klippa þær til viðeigandi stærð. Nota verður inneign þegar myndir eru afritaðar;ef ekki er gefið upp hér að neðan, gefðu „MIT“ fyrir myndir.
Verkfræðingar MIT hafa þróað segulstýranlegt vírlíkt vélmenni sem getur virkað svifið um þrönga, hlykkjóttu brautir, eins og völundarhús heilans.
Í framtíðinni gæti þessi vélfæraþráður verið sameinaður núverandi endaæðatækni, sem gerir læknum kleift að fjarstýra vélmenni í gegnum æðar í heila sjúklings til að meðhöndla stíflur og sár á skjótan hátt, eins og þær sem koma fram í slagæðagúlpum og heilablóðfalli.
Heilablóðfall er fimmta algengasta dánarorsök og helsta orsök örorku í Bandaríkjunum.Ef hægt er að meðhöndla bráða heilablóðfall á fyrstu 90 mínútunum eða svo, gæti lifun sjúklinga batnað verulega,“ segir MIT vélaverkfræði og Zhao Xuanhe, dósent í byggingar- og umhverfisverkfræði, sagði.“ Ef við getum hannað tæki til að snúa við æðum stíflu á þessu „mestu tíma“ tímabili gætum við hugsanlega forðast varanlegan heilaskaða.Það er von okkar."
Zhao og teymi hans, þar á meðal aðalhöfundurinn Yoonho Kim, framhaldsnemi í vélaverkfræðideild MIT, lýsa mjúkri vélmennahönnun sinni í dag í tímaritinu Science Robotics. Aðrir meðhöfundar blaðsins eru MIT framhaldsnemi þýski Alberto Parada og gestanemi. Shengduo Liu.
Til að fjarlægja blóðtappa úr heilanum, framkvæma læknar venjulega æðaskurðaðgerð, sem er lágmarks ífarandi aðgerð þar sem skurðlæknirinn stingur þunnum þræði í gegnum aðalslagæð sjúklings, venjulega í fótlegg eða nára. mynda æðarnar, skurðlæknirinn snýr síðan vírnum handvirkt upp í skemmdar æðar heilans. Síðan er hægt að fara með hollegginn meðfram vírnum til að koma lyfinu eða blóðtappaupptökutækinu á viðkomandi svæði.
Aðgerðin getur verið líkamlega krefjandi, sagði Kim, og krefst þess að skurðlæknar séu sérþjálfaðir til að standast endurtekna geislunaráhrif ljósspeglunar.
„Þetta er mjög krefjandi færni og það eru einfaldlega ekki nógu margir skurðlæknar til að þjóna sjúklingum, sérstaklega í úthverfum eða dreifbýli,“ sagði Kim.
Læknisleiðir sem notaðir eru í slíkum aðgerðum eru óvirkir, sem þýðir að þeir verða að vera meðhöndlaðir handvirkt, og eru oft gerðir úr málmblendikjarna og húðaðir með fjölliða, sem Kim segir að geti skapað núning og skemmt slímhúð æða. Fastur tímabundið í sérstaklega þröngt pláss.
Teymið áttaði sig á því að þróun í rannsóknarstofu þeirra gæti hjálpað til við að bæta slíkar innæðaaðgerðir, bæði við hönnun stýrivíra og við að draga úr útsetningu lækna fyrir tengdri geislun.
Undanfarin ár hefur teymið byggt upp sérfræðiþekkingu á vatnsgellum (lífsamhæfum efnum að mestu úr vatni) og þrívíddarprentun segulstýrð efni sem hægt er að hanna til að skríða, hoppa og jafnvel ná bolta, bara með því að fylgja stefnu segull.
Í nýju ritgerðinni sameinuðu vísindamennirnir vinnu sína á vatnsgelum og segulvirkjun til að framleiða segulstýrðan, vatnsgelhúðaðan vélfæravír, eða stýrivír, sem þeir gátu gert nógu þunnt til að segulmagnaðir leiða æðar í gegnum lífsstærðar kísil eftirlíkingar heila .
Kjarni vélfæravírsins er gerður úr nikkel-títan ál, eða „nitínóli“, efni sem er bæði sveigjanlegt og teygjanlegt. Ólíkt snagum, sem halda lögun sinni þegar þeir eru beygðir, fer nitínólvírinn aftur í upprunalega lögun, sem gefur honum meira sveigjanleiki þegar umbúðir eru þéttar, bognar æðar. Teymið húðaði kjarna vírsins með gúmmímassa eða bleki og setti segulmagnaðir agnir í það.
Að lokum notuðu þeir efnaferli sem þeir höfðu áður þróað til að húða og tengja segulmagnaðir yfirborðið með hýdrógeli - efni sem hefur ekki áhrif á svörun undirliggjandi segulmagnaðir agna, en gefur samt slétt, núningslaust, lífsamhæft yfirborð.
Þeir sýndu nákvæmni og virkjun vélfæravíra með því að nota stóran segul (líkt og streng í brúðu) til að leiða vírinn í gegnum hindrunarbraut lítillar lykkju, sem minnir á vír sem fer í gegnum nálarauga.
Rannsakendur prófuðu einnig vírinn í lífsstærð kísill eftirlíkingu af helstu æðum heilans, þar á meðal blóðtappa og slagæðagúlp, sem líkti eftir tölvusneiðmyndum af heila sjúklings. Hópurinn fyllti sílikonílát með vökva sem líkir eftir seigju blóðs. , handstýrði síðan stórum seglum í kringum líkanið til að leiða vélmennið í gegnum hlykkjóttan, þröngan gang gámsins.
Það er hægt að virkja vélfæraþræði, segir Kim, sem þýðir að hægt er að bæta við virkni - til dæmis að gefa lyf sem draga úr blóðtappa eða brjóta stíflur með leysi. þeir gætu stýrt vélmenninu með segulmagni og virkjað leysirinn þegar hann náði marksvæðinu.
Þegar rannsakendur báru saman vatnsgelhúðaða vélfæravírinn við óhúðaða vélfæravírinn, komust þeir að því að vatnsgelið veitti vírnum nauðsynlega hálana forskot, sem gerir honum kleift að renna í gegnum þrengri rými án þess að festast. Við innæðaaðgerðir, þessi eiginleiki mun vera lykillinn að því að koma í veg fyrir núning og skemmdir á klæðningu skipsins þegar þráðurinn er liðinn.
„Ein áskorun í skurðaðgerð er að geta farið í gegnum flóknar æðar í heilanum sem eru svo litlar í þvermál að leggleggar í verslun geta ekki náð,“ sagði Kyujin Cho, prófessor í vélaverkfræði við Seoul National University.„Þessi rannsókn sýnir hvernig á að sigrast á þessari áskorun.hugsanlega og gera skurðaðgerðir í heila kleift án opinnar skurðaðgerðar.
Hvernig verndar þessi nýi vélfæraþráður skurðlækna fyrir geislun?Segulstýri leiðarvírinn útilokar að skurðlæknar þurfi að þrýsta vírnum inn í æð sjúklings, sagði Kim. Þetta þýðir að læknirinn þarf heldur ekki að vera nálægt sjúklingnum og , meira um vert, flúrsjáin sem framleiðir geislunina.
Í náinni framtíð sér hann fyrir sér æðaskurðaðgerðir þar sem núverandi segultækni, eins og pör af stórum seglum, gerir læknum kleift að vera utan skurðstofu, fjarri flúorsjármyndum sem mynda heila sjúklinga, eða jafnvel á allt öðrum stöðum.
„Núverandi pallar geta beitt segulsviði á sjúkling og framkvæmt flúrspeglun á sama tíma og læknirinn getur stjórnað segulsviðinu með stýripinna í öðru herbergi, eða jafnvel í annarri borg,“ sagði Kim. notaðu núverandi tækni í næsta skrefi til að prófa vélfæraþráðinn okkar in vivo.
Fjármögnun rannsóknarinnar kom að hluta frá Office of Naval Research, MIT's Soldier Nanotechnology Institute og National Science Foundation (NSF).
Becky Ferreira, blaðamaður móðurborðsins, skrifar að MIT vísindamenn hafi þróað vélfæraþráð sem hægt væri að nota til að meðhöndla taugafræðilega blóðtappa eða heilablóðfall. Vélmenni gætu verið búnir lyfjum eða leysigeislum sem „gæti verið afhent á vandamálasvæðum heilans.Þessi tegund af lágmarks ífarandi tækni getur einnig hjálpað til við að draga úr skaða vegna taugasjúkdóma eins og heilablóðfalls.
Vísindamenn MIT hafa búið til nýjan þráð af segulróna vélfærafræði sem getur sveiflast í gegnum mannsheilann, skrifar Smithsonian blaðamaðurinn Jason Daley.“Í framtíðinni gæti það ferðast um æðar í heilanum til að hjálpa til við að hreinsa stíflur,“ útskýrir Daly.
TechCrunch blaðamaður Darrell Etherington skrifar að MI vísindamenn hafi þróað nýjan vélfæraþráð sem hægt væri að nota til að gera heilaaðgerðir minna ífarandi. Etherington útskýrði að nýi vélfæraþráðurinn gæti "gæti gert það auðveldara og aðgengilegra að meðhöndla vandamál í heila- og æðakerfi, svo sem stíflur og sár sem geta leitt til slagæðagúlpa og heilablóðfalla.“
Vísindamenn MIT hafa þróað nýjan segulstýrðan vélfæraorm sem gæti einn daginn hjálpað til við að gera heilaskurðlækningar minna ífarandi, segir Chris Stocker-Walker hjá New Scientist. Þegar það er prófað á kísillíkani af mannsheilanum, „getur vélmennið farið í gegnum erfiðar komast í æðar."
Gizmodo blaðamaður Andrew Liszewski skrifar að nýtt þráðalíkt vélmennaverk þróað af MIT vísindamönnum gæti verið notað til að fjarlægja stíflur og blóðtappa sem valda heilablóðfalli. sem skurðlæknar þurfa oft að þola,“ útskýrði Liszewski.