Μικροσκοπικό ρομπότ περιηγείται μέσα στο εγκεφαλικό αγγειακό σύστημα χωρίς να καταστρέφει τους ιστούς

0
19

Ομάδα ερευνητών από το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας στη Λωζάνη (EPFL) ανέπτυξε ένα μικροσκοπικό ρομπότ που μπορεί και κινείται μέσα στα αιμοφόρα αγγεία χωρίς να καταστρέφει τους ιστούς.

«Είναι εξαιρετικά δύσκολο να πλοηγηθείτε στο μικροσκοπικό εγκεφαλικό αγγειακό σύστημα χωρίς να προκαλέσετε βλάβη στους ιστούς», εξηγεί ο επίκουρος καθηγητής Selman Sakar. Οι γιατροί χρησιμοποιούν κυρίως συρματόσχοινα που εισάγονται σε κοίλους σωλήνες, τους λεγόμενους καθετήρες.

Οι επιστήμονες στο εργαστήριο Microbiorobotic Systems, σε συνεργασία με την ομάδα του καθηγητή Diego Ghezz, φαίνεται να βρήκαν μια λύση: μια μικροσκοπική συσκευή που θα μπορούσε να διεισδύσει στα πιο λεπτά αιμοφόρα αγγεία με μεγάλη ταχύτητα και ευκολία. «Η τεχνολογία μας δεν αντικαθιστά έναν συμβατικό καθετήρα, αλλά τον συμπληρώνει», διευκρινίζει ο Lucio Pancaldi-Guibbini, διδακτορικός φοιτητής που συμμετείχε στο έργο.

Συγκεκριμένα, η ηλεκτρονική συσκευή αποτελείται από ένα άκρο και ένα «εξαιρετικά εύκαμπτο» σώμα από βιοσυμβατά πολυμερή. Οι ερευνητές βασίστηκαν στην υδροκινητική ενέργεια για να του δωσουν την ικανότητα να κινηθεί στα τριχοειδή αγγεία.

«Είναι σαν να ρίχνεις ένα αγκίστρι ψαρέματος σε ένα ποτάμι. Θα το παρασύρει το ρεύμα», λέει ο Lucio Pancaldi. «Απλά πρέπει να κρατήσετε το άκρο της συσκευής και να αφήσετε το αίμα να ρεύσει προς τους πιο περιφερειακούς ιστούς. Στη συνέχεια περιστρέφετε απαλά το μαγνητικό άκρο της συσκευής στις διακλαδώσεις για να επιλέξετε μια συγκεκριμένη διαδρομή», εξηγεί ο Pancaldi.

Το ρομπότ και το μαγνητικό σύστημα διεύθυνσης ελέγχονται από έναν υπολογιστή. Με αυτόν τον τρόπο, το μικροσκοπικό ρομπότ θα μπορούσε να συνδεθεί με ένα άλλο χειρουργικό ρομπότ το οποίο θα χρησιμοποιεί τον λεπτομερή χάρτη αγγειακού συστήματος μιας μαγνητικής ή αξονικής τομογραφίας του ασθενούς, για να οδηγήσει αυτόνομα τη συσκευή στον προορισμό της.

Σύμφωνα με τον Sakar, «ένα πρόγραμμα υπολογιστή θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιήσει τις οπτικές πληροφορίες που παρέχει ένα φθοροσκόπιο για να εντοπίσει τη συσκευή και να υπολογίσει μια διαδρομή σε πραγματικό χρόνο, που θα διευκολύνει τη χειροκίνητη λειτουργία».

Τα πλεονεκτήματα αυτού του μικροσκοπικού ρομπότ είναι πολλά. Μειώνει τον κίνδυνο της καταστροφής των ιστών καθώς δεν ασκεί μηχανική δύναμη στα τοιχώματα των αγγείων. Επιπλέον, η διάρκεια μιας επέμβασης θα μπορούσε να μειωθεί από μερικές ώρες σε λίγα λεπτά, σύμφωνα με τους επιστήμονες. Το επόμενο βήμα ωστόσο, είναι να δοκιμαστεί η συσκευή σε πειραματόζωα.

Το σχετικό άρθρο δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Nature Communications