Μικροσκοπικά ρομπότ κολυμπούν μέσα στο σώμα και αντιμετωπίζουν ασθένειες: Δείτε εικόνες

  • Μιχάλης Θερμόπουλος
ρομπότ
Ίσως τα μικροσκοπικά ρομπότ που μπορούν να ταξιδέψει μέσα στο ανθρώπινο σώμα, για να θεραπεύσουν ασθένειες με επιτόπια χορήγηση φαρμάκων, να είναι το μέλλον της ιατρικής.

Μια ομάδα επιστημόνων από το Στάνφορντ δημιούργησε ένα μικροσκοπικό ρομπότ, που αλλάζει σχήμα, εμπνευσμένο από την ιαπωνική τέχνη του origami για το δίπλωμα χαρτιού.

Το ρομπότ στο μέγεθος μπιζελιού ελέγχεται από μαγνήτες και μεταφέρει ωφέλιμα φορτία φαρμάκων απευθείας σε όγκους, θρόμβους αίματος, ή μολύνσεις. Το “origami millirobot”, όπως το λένε οι ερευνητές, πρόκειται να φέρει επανάσταση στην ιατρική, αντικαθιστώντας χάπια, ή ενδοφλέβιες ενέσεις, που μπορεί να προκαλέσουν απειλητικές για τη ζωή παρενέργειες.

Το ρομπότ μπορεί να σέρνεται, να περιστρέφεται και να κολυμπάει για να μπει σε στενούς χώρους, να χορηγεί φάρμακα, ή να ερευνά τις εσωτερικές λειτουργίες του σώματος.

Ο επικεφαλής συγγραφέας της σχετικής δημοσίευσης στο Nature Communications, δρ. Ruike Zhao, λέει ότι το ασύρματο αμφίβιο origami millirobot με δυνατότητα περιστροφής είναι τόσο ευέλικτο όσο υποδηλώνει το όνομά του. Κινείται “κομψά και γρήγορα” πάνω από τις λείες αλλά και ανώμαλες επιφάνειες ενός οργάνου και κολυμπάει μέσω των σωματικών υγρών, ώστε να επιτύχει ασύρματες επιτόπιες θεραπείες.

Σε αντίθεση με τα χάπια, ή τα ενέσιμα υγρά, το ρομπότ αναστέλλει την παροχή φαρμάκου έως ότου φτάσει στον στόχο όπου και απελευθερώνει με ακρίβεια ένα φάρμακο υψηλής συγκέντρωσης. Ο δρ. Zhao λέει ότι το ρομπότ είναι “το πιο στιβαρό και πολυλειτουργικό ανεξάρτητο που έχουμε αναπτύξει ποτέ”.

Ο πρωτοποριακός σχεδιασμός ξεπερνά τα περισσότερα ρομπότ που βασίζονται στην τεχνική του origami, τα οποία χρησιμοποιούν μόνο δυνατότητα αναδίπλωσης για να ελέγχουν πώς μεταμορφώνονται και κινούνται. Ο δρ. Zhao παρομοιάζει ορισμένες ενέργειες με ένα λεπτό ακορντεόν που στύβει το φάρμακο πάνω στον στόχο. Οι διαστάσεις της συσκευής της επιτρέπουν επίσης να παραμένει άκαμπτη καθώς κινείται προς τον προορισμό της στο σώμα.

Μια άλλη μοναδική πτυχή είναι τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά (συμπεριλαμβανομένης μιας μεγάλης οπής στο κέντρο και των σχισμών με γωνία προς τα πάνω) για μείωση της αντίστασης στο νερό και ενίσχυση της απόδοσης.

«Αυτός ο σχεδιασμός προκαλεί αρνητική πίεση στο ρομπότ για γρήγορη κολύμβηση και εν τω μεταξύ παρέχει αναρρόφηση για την παραλαβή και τη μεταφορά φορτίου», λέει ο δρ. Zhao. «Εκμεταλλευόμαστε πλήρως τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά αυτού του μικρού ρομπότ και εξερευνούμε αυτήν την ενιαία δομή για διαφορετικές εφαρμογές και για διαφορετικές λειτουργίες».

Το ρομπότ έχει πλάτος λιγότερο από το 0,8 cm. Είναι εξοπλισμένο με μαγνητικές πλάκες και μπορεί να αλλάξει κατεύθυνση με ευκολία.

Οι μέθοδοι μετακίνησης επιλέγονται αυτόματα από το ρομπό ανάλογα με τα εμπόδια που πρέπει να ξεπεράσει στο σώμα, που κυμαίνονται από όργανα έως “χειμάρρους” υγρού. Απλώς μετατοπίζοντας τη δύναμη και τον προσανατολισμό του μαγνητικού πεδίου, το ρομπότ μπορεί να πλεύσει δέκα φορές το μήκος του με ένα μόνο άλμα.

Με το δίπλωμα, ή το ξεδίπλωμα, μια δράση άντλησης του επιτρέπει να παρέχει υγρό φάρμακο απευθείας στον στόχο.

Οι ερευνητές ελπίζουν ότι τα ρομπότ θα μεταφέρουν τελικά συσκευές, ή κάμερες στο σώμα πέρα από την χορήγηση φαρμάκων. Κάτι τέτοιο θα αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο οι γιατροί εξετάζουν τους ασθενείς. Η ερευνητική ομάδα εργάζεται επίσης σε απεικόνιση υπερήχων, για να παρακολουθεί πού πηγαίνουν τα ρομπότ, εξαλείφοντας κάθε ανάγκη για επεμβατικές χειρουργικές επεμβάσεις.

Το πρώτο στο είδος του ρομπότ του δρ. Zhao υποβάλλεται αυτήν τη στιγμή σε δοκιμές προτού γίνουν πειράματα σε ζώα. Εάν όλα αυτά στεφθούν με επιτυχία, θα ακολουθήσουν κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους.

Πηγές: https://news.stanford.edu, https://www.studyfinds.org

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ

Ηλεκτρονικό δέρμα που «νιώθει πόνο» ανοίγει τον δρόμο για μία νέα γενιά ρομπότ με ευαίσθητη αφή

Ένα βήμα πιο κοντά σε ρομπότ ελεγχόμενα από τη σκέψη ενός παράλυτου ανθρώπου!

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΗ

ΕΦΗΜΕΡΕΥΟΝΤΑ ΝΟΣΟΚΟΜΕΙΑ

image description

Δείτε ποιά νοσοκομεία εφημερεύουν