可穿过毛细血管的机器人 有望用于脑血管手术

  • 时间:
  • 浏览:2

8月500日消息,麻省理工学院研究团队开发出五种磁控线型机器人,可在脑血管等狭窄且弯曲的通道中穿行,未来有望用于“疏通”中风或动脉瘤原因的脑血管堵塞。你这人 机器人的内核是具有柔性和回弹性的镍钛合金,合金材料上覆盖一层含高磁粒子的橡胶,在内部管理磁铁的控制下,机器人还能不能 弯曲并复原。

MIT团队开发的这只新的机器人,也不这条优雅的黑线:细长柔软的它,在狭窄蜿蜒的通道里,还能不能 快速自如地穿梭,大高度减挡 都难不倒。

一一三个多秘密是,机器人的内心是磁力驱动的。也不,医生直接动手插入导管,碰到急减挡 就比较慢操作,进度缓慢;而磁驱动的机器人,头部还能不能 快速转向,更顺利地到达目的地。

也不秘密,是机器人的水凝胶皮肤,把摩擦力降到了也不的1/10,也是车速加快的关键。外表柔软,内心坚定。清除血栓,还能不能 变得变快更精确。把也不的机器人用在微创手术里,还能不能 降低对医生经验的要求,也或者通过远程控制,在医疗资源不足英文的地区派上用场。

它登上了最新一期的Science Robotics。

团队说,确实传统的导丝,也是在上边用了金属合金,在外面涂了聚合物;但也不的材料会产生摩擦力,再换成机械的驱动土方式,或者卡在一一三个多狭窄的空间,很容易破坏血管的内壁。什么都有 ,驱动和摩擦,你这人 个多问题总要 处理。

首先,团队想到了磁力控制。团队在柔软有弹性的、镍钛合金的油墨 (Ink) 里,加入了钕铁磁:你看,左边是比较慢 额外换成磁性的油墨,画成了一滩泥;右边换成磁性,就站起来了。这便是机器人内在的材质。下一步要处理外在的皮肤。

结速英文英文,团队是用普通的橡胶膏 (Rubber Paste) 来做涂层,但你这人 材料会影响机器人对磁力的反应。也不,研究人员选则了水凝胶,它除了不必让机器人对磁力的反应变弱,还拥有平滑的表面,还能不能 把摩擦力降到也不的1/10。另外,水凝胶的生物相容性,对人体也更加友好。用这五种材质发名的机器人,感受到不同的磁场,就能实现不同程度的减挡 。

水凝胶皮肤 (左) 与普通皮肤的机器人相比,带宽单位快了或多或少。或者我在头部换成激光,就还能不能 用来清除血栓。另外,定点给药也还能不能 达成。

比较慢 问题来了,内外这五种材质,是为什么会么会在么在变成机器人的呢?这只软体机器人是用3D打印技术制作。不同于熔融的热塑性聚合物的常规挤压,3D打印还能不能 通过加热来易挥发、流化油墨。磁化油墨的剪切稀化(假塑性)表现使得复合油墨在加压还能不能 轻松挤出,或者屈服应力的趋于稳定能使油墨保持内部管理,形成一根线,而总要 变成一滩糊糊。当还能不能 额外的机械支撑或功能时,还能不能 通过注射成型技术将功能核心结合到机器人的“身体”当中。

此外,或者铁含量高,铁磁合金容易被腐蚀。为了处理嵌入的钕铁硼颗粒在与水凝胶皮肤的水合界面处被腐蚀,研究团队在颗粒附过涂上了一层薄二氧化硅。颗粒形成交联的二氧化硅壳,厚约10nm,能有效地抗击腐蚀。

首尔国立大学软体机器人未来科技中心主任Kyu-Jin Cho评价说:你这人 机器人设计简单,比起传统的商业导管来说,也更稳定,更安全。对于脑科医生而言是能处理问题的。不过,确实潜力无穷,你这人 机器人还是进化中的情况表。团队表示,未来可期,仍需努力。首先,团队希望在下一步工作中,给机器人加入精准传感器,实现微流体给药,超声以及电治疗功能。

而更重要的,是实现远程控制。就像让.我一结速英文英文所设想的那样,团队希望在这款机器人的帮助下,医生何必 靠近放射源,还能不能 在多样化血管中进行快速导航和微创手术。也不一来,就处理了X射线反复辐射对医生造成的伤害。更重要的或多或少是,这能让什么身在医疗资源不足英文地区的患者,还能不能 及时接受治疗。

要知道,或者患者能在急性中风的前90分钟得到治疗,生存率能明显提高。论文一作Yoonho Kim希望结合现有的磁性技术血管手术土方式来快速实现你这人 点。

现有的技术还能不能 在施加磁场的一起,对患者进行透视检查,比较慢 一来,医生还能不能 在也不房间,甚至在不同的城市,用操纵杆来控制磁场,引导让.我的体内机器人完成手术。

MIT团队

机器人的创造者们来自麻省理工学院华人教授赵选贺的团队。论文通讯作者赵选贺教授本科毕业于天津大学,此后先后在不列颠哥伦比亚大学和哈佛大学求学,搞懂了哈佛大学的机械工程博士学位。他专注于软材料生和熟物电子学的研究,有关磁驱动实现多样化3D内部管理之间快速转换的论文曾登上过Nature封面。

论文一作则是来自韩国的Yooho Kim。

Yooho Kim小哥以优异的成绩从韩国首尔大学毕业,目前正师从赵选贺教授攻读博士,研究方向包括软活性材料的制造与设计,软材料力学,以及用于生物医学应用的非常规软机器人。