Beelde wat beskikbaar is vir aflaai op die MIT Press Office-webwerf word aan nie-kommersiële entiteite, die pers en die publiek verskaf onder 'n Creative Commons Erkenning Nie-Kommersiële Nie-Afgeleide License. Jy mag nie die verskafde beelde verander nie, sny dit net na die toepaslike grootte.Krediet moet gebruik word wanneer beelde gekopieer word;indien nie hieronder verskaf nie, krediet "MIT" vir beelde.
MIT-ingenieurs het 'n magneties-stuurbare draadagtige robot ontwikkel wat aktief deur smal, kronkelende paadjies kan gly, soos die brein se labirint-vaskulatuur.
In die toekoms kan hierdie robotdraad gekombineer word met bestaande endovaskulêre tegnologie, wat dokters in staat stel om 'n robot op afstand deur 'n pasiënt se breinbloedvate te lei om blokkasies en letsels vinnig te behandel, soos dié wat in aneurismes en beroertes voorkom.
"Beroerte is die vyfde grootste oorsaak van dood en die grootste oorsaak van gestremdheid in die Verenigde State.As akute beroertes in die eerste 90 minute of so behandel kan word, kan pasiënt se oorlewing aansienlik verbeter word,” sê MIT Meganiese Ingenieurswese en Zhao Xuanhe, medeprofessor in siviele en omgewingsingenieurswese, het gesê. blokkasie gedurende hierdie 'prima time'-tydperk, kan ons moontlik permanente breinskade vermy.Dit is ons hoop.”
Zhao en sy span, insluitend hoofskrywer Yoonho Kim, 'n gegradueerde student in MIT se Departement Meganiese Ingenieurswese, beskryf hul sagte robotontwerp vandag in die joernaal Science Robotics. Ander mede-outeurs van die referaat is MIT gegradueerde student Duits Alberto Parada en besoekende student Shengduo Liu.
Om bloedklonte uit die brein te verwyder, doen dokters gewoonlik endovaskulêre chirurgie, 'n minimaal indringende prosedure waarin die chirurg 'n dun draadjie deur 'n pasiënt se hoofslagaar plaas, gewoonlik in die been of lies.Onder fluoroskopiese leiding, wat X-strale gebruik om gelyktydig beeld die bloedvate af, die chirurg draai dan die draad met die hand tot in die beskadigde breinbloedvate. Die kateter kan dan langs die draad gevoer word om die dwelm- of klontherwinningstoestel na die geaffekteerde area te lewer.
Die prosedure kan fisies veeleisend wees, het Kim gesê, en vereis dat chirurge spesiaal opgelei moet word om die herhaalde blootstelling aan bestraling van fluoroskopie te weerstaan.
"Dit is 'n baie veeleisende vaardigheid, en daar is eenvoudig nie genoeg chirurge om pasiënte te bedien nie, veral in voorstedelike of landelike gebiede," het Kim gesê.
Mediese geleidingsdrade wat in sulke prosedures gebruik word, is passief, wat beteken dat hulle met die hand gemanipuleer moet word, en word dikwels gemaak van 'n metaallegeringkern en bedek met 'n polimeer, wat volgens Kim wrywing kan veroorsaak en die voering van bloedvate kan beskadig. Tydelik vasgesteek in 'n besonder knap spasie.
Die span het besef dat ontwikkelings in hul laboratorium kan help om sulke endovaskulêre prosedures te verbeter, beide in die ontwerp van geleidingsdrade en in die vermindering van dokters se blootstelling aan enige gepaardgaande bestraling.
Oor die afgelope paar jaar het die span kundigheid opgebou in hidrogels (bioversoenbare materiale wat meestal van water gemaak word) en 3D-druk magneto-aangedrewe materiale wat ontwerp kan word om te kruip, spring en selfs 'n bal te vang, net deur die rigting van die magneet.
In die nuwe referaat het die navorsers hul werk oor hidrogels en magnetiese aandrywing gekombineer om 'n magneties stuurbare, hidrogel-bedekte robotdraad, of gidsdraad, te vervaardig wat hulle dun genoeg kon maak om bloedvate magneties deur lewensgrootte silikoon replika breine te lei .
Die kern van die robotdraad is gemaak van nikkel-titanium-legering, of "nitinol," 'n materiaal wat beide buigbaar en elasties is. Anders as hangers, wat hul vorm behou wanneer hulle gebuig word, keer die nitinoldraad terug na sy oorspronklike vorm, wat dit meer gee buigsaamheid wanneer stywe, kronkelende bloedvate toegedraai word. Die span het die kern van die draad met rubberpasta, of ink, bedek en magnetiese deeltjies daarin ingebed.
Ten slotte het hulle 'n chemiese proses wat hulle voorheen ontwikkel het gebruik om die magnetiese oorleg met 'n hidrogel te bedek en te bind - 'n materiaal wat nie die reaksie van die onderliggende magnetiese deeltjies beïnvloed nie, terwyl dit steeds 'n gladde, wrywingvrye, bioversoenbare oppervlak verskaf.
Hulle het die akkuraatheid en aktivering van robotdraad gedemonstreer deur 'n groot magneet (baie soos 'n marionet se tou) te gebruik om die draad deur die hindernisbaan van 'n klein lus te lei, wat herinner aan 'n draad wat deur die oog van 'n naald gaan.
Die navorsers het ook die draad getoets in 'n lewensgrootte silikoon replika van die brein se belangrikste bloedvate, insluitend klonte en aneurismes, wat CT-skanderings van 'n werklike pasiënt se brein nageboots het. Die span het 'n silikoonhouer gevul met 'n vloeistof wat die viskositeit van bloed naboots. , het dan met die hand groot magnete om die model gemanipuleer om die robot deur die houer se kronkelende, smal paadjie te lei.
Robotdrade kan gefunksionaliseer word, sê Kim, wat beteken dat funksionaliteit bygevoeg kan word—byvoorbeeld deur middels te lewer wat bloedklonte verminder of blokkasies met lasers breek. Om laasgenoemde te demonstreer, het die span die drade se nitinolkerne met optiese vesels vervang en gevind dat hulle kon die robot magneties lei en die laser aktiveer sodra dit die teikenarea bereik het.
Toe die navorsers die hidrogel-bedekte robotdraad met die onbedekte robotdraad vergelyk het, het hulle gevind dat die hidrogel die draad 'n broodnodige gladde voordeel verskaf het, wat dit toelaat om deur nouer spasies te gly sonder om nie vas te sit nie.In endovaskulêre prosedures, hierdie eienskap sal die sleutel wees om wrywing en skade aan die voering van die vaartuig te voorkom as die draad verbygesteek word.
"Een uitdaging in chirurgie is om die komplekse bloedvate in die brein te deurkruis wat so klein in deursnee is dat kommersiële kateters nie kan bereik nie," sê Kyujin Cho, 'n professor in meganiese ingenieurswese aan die Seoel Nasionale Universiteit.“Hierdie studie wys hoe om hierdie uitdaging te oorkom.moontlik maak en chirurgiese prosedures in die brein moontlik maak sonder oop chirurgie.”
Hoe beskerm hierdie nuwe robotdraad chirurge teen bestraling?Die magneties-stuurbare geleidingsdraad elimineer die behoefte vir chirurge om die draad in 'n pasiënt se bloedvat in te druk, het Kim gesê.Dit beteken dat die dokter ook nie naby die pasiënt hoef te wees nie en , nog belangriker, die fluoroskoop wat die bestraling produseer.
In die nabye toekoms beoog hy endovaskulêre chirurgie wat bestaande magnetiese tegnologie insluit, soos pare groot magnete, sodat dokters buite die operasiesaal kan wees, weg van fluoroskope wat pasiënte se brein beeld, of selfs op heeltemal verskillende plekke.
"Bestaande platforms kan 'n magnetiese veld op 'n pasiënt toepas en terselfdertyd 'n fluoroskopie uitvoer, en die dokter kan die magneetveld met 'n joystick in 'n ander kamer, of selfs in 'n ander stad beheer," het Kim gesê. gebruik bestaande tegnologie in die volgende stap om ons robotdraad in vivo te toets.”
Befondsing vir die navorsing het gedeeltelik gekom van die Kantoor vir Vlootnavorsing, MIT se Soldier Nanotechnology Institute, en die National Science Foundation (NSF).
Moederbordverslaggewer Becky Ferreira skryf dat MIT-navorsers 'n robotdraad ontwikkel het wat gebruik kan word om neurologiese bloedklonte of beroertes te behandel. Robotte kan toegerus word met dwelms of lasers wat "by probleemareas van die brein afgelewer kan word.Hierdie tipe minimaal indringende tegnologie kan ook help om skade van neurologiese noodgevalle soos beroertes te versag.”
MIT-navorsers het 'n nuwe draad van magnetron-robotika geskep wat deur die menslike brein kan kronkel, skryf Smithsonian-verslaggewer Jason Daley. "In die toekoms kan dit deur bloedvate in die brein beweeg om blokkasies te help verwyder," verduidelik Daly.
TechCrunch-verslaggewer Darrell Etherington skryf dat MI-navorsers 'n nuwe robotdraad ontwikkel het wat gebruik kan word om breinchirurgie minder indringend te maak. Etherington het verduidelik dat die nuwe robotdraad "dit dalk makliker en meer toeganklik kan maak om serebrovaskulêre probleme te behandel, soos blokkasies en letsels wat tot aneurismes en beroertes kan lei.”
MIT-navorsers het 'n nuwe magneties-beheerde robotwurm ontwikkel wat eendag kan help om breinchirurgie minder indringend te maak, berig New Scientist se Chris Stocker-Walker. Wanneer dit op 'n silikonmodel van die menslike brein getoets word, "kan die robot deur moeilik-tot- bloedvate bereik.”
Gizmodo-verslaggewer Andrew Liszewski skryf dat 'n nuwe draadagtige robotwerk wat deur MIT-navorsers ontwikkel is, gebruik kan word om blokkasies en klonte wat beroertes veroorsaak vinnig uit die weg te ruim. wat chirurge dikwels moet verduur,” het Liszewski verduidelik.