Les imatges disponibles per a la seva descàrrega al lloc web de l'Oficina de Premsa del MIT es proporcionen a entitats no comercials, a la premsa i al públic sota una llicència Creative Commons Reconeixement No Comercial No Derivada. No heu d'alterar les imatges proporcionades, només retallar-les a la mida adequada. S'ha d'utilitzar el crèdit en copiar imatges;si no s'indica a continuació, acrediteu "MIT" per a les imatges.
Els enginyers del MIT han desenvolupat un robot semblant a un cable orientable magnèticament que pot lliscar activament per camins estrets i sinuosos, com ara la vasculatura laberíntica del cervell.
En el futur, aquest fil robòtic es pot combinar amb la tecnologia endovascular existent, permetent als metges guiar de manera remota un robot a través dels vasos sanguinis del cervell d'un pacient per tractar ràpidament els bloquejos i lesions, com els que es produeixen en aneurismes i accidents cerebrovasculars.
"L'ictus és la cinquena causa de mort i la principal causa de discapacitat als Estats Units.Si els ictus aguts es poden tractar en els primers 90 minuts més o menys, la supervivència del pacient es pot millorar significativament", diu l'Enginyeria Mecànica del MIT i Zhao Xuanhe, professor associat d'enginyeria civil i ambiental, va dir. "Si podem dissenyar un dispositiu per revertir el sistema vascular. bloqueig durant aquest període de "prime time", podríem evitar un dany cerebral permanent.Aquesta és la nostra esperança".
Zhao i el seu equip, inclòs l'autor principal Yoonho Kim, un estudiant graduat del Departament d'Enginyeria Mecànica del MIT, descriuen avui el seu disseny de robot suau a la revista Science Robotics. Altres coautors de l'article són l'estudiant de postgrau del MIT, German Alberto Parada, i l'estudiant visitant. Shengduo Liu.
Per eliminar els coàguls de sang del cervell, els metges solen realitzar una cirurgia endovascular, un procediment mínimament invasiu en què el cirurgià introdueix un fil prim a través de l'artèria principal del pacient, generalment a la cama o l'engonal. Sota guia fluoroscòpica, que utilitza raigs X per Imatge dels vasos sanguinis, el cirurgià gira manualment el cable cap als vasos sanguinis cerebrals danyats. El catèter es pot passar al llarg del cable per lliurar el fàrmac o el dispositiu de recuperació de coàguls a la zona afectada.
El procediment pot ser físicament exigent, va dir Kim, i requereix que els cirurgians estiguin especialment entrenats per suportar l'exposició repetida a la radiació de la fluoroscòpia.
"És una habilitat molt exigent, i simplement no hi ha prou cirurgians per atendre els pacients, especialment a les zones suburbanes o rurals", va dir Kim.
Els cables de guia mèdics utilitzats en aquests procediments són passius, és a dir, s'han de manipular manualment, i sovint estan fets d'un nucli d'aliatge metàl·lic i recoberts amb un polímer, que segons Kim pot crear fricció i danyar el revestiment dels vasos sanguinis. espai reduït.
L'equip es va adonar que els desenvolupaments al seu laboratori podrien ajudar a millorar aquests procediments endovasculars, tant en el disseny de cables de guia com en la reducció de l'exposició dels metges a qualsevol radiació associada.
Durant els darrers anys, l'equip ha adquirit experiència en hidrogels (materials biocompatibles majoritàriament fets d'aigua) i materials accionats per magneto d'impressió en 3D que es poden dissenyar per arrossegar-se, saltar i fins i tot agafar una pilota, només seguint la direcció del imant.
En el nou article, els investigadors van combinar el seu treball sobre hidrogels i accionament magnètic per produir un filferro robòtic recobert d'hidrogel, o cable guia, orientable magnèticament, que van poder fer prou prim per guiar magnèticament els vasos sanguinis a través de cervells de rèplica de silicona de mida real. .
El nucli del cable robòtic està fet d'aliatge de níquel-titani, o "nitinol", un material que és alhora flexible i elàstic. A diferència dels penjadors, que conserven la seva forma quan es dobleguen, el cable de nitinol torna a la seva forma original, donant-li més flexibilitat a l'hora d'embolicar vasos sanguinis estrets i tortuosos. L'equip va recobrir el nucli del cable amb pasta de goma o tinta i hi va incrustar partícules magnètiques.
Finalment, van utilitzar un procés químic que havien desenvolupat anteriorment per cobrir i unir la superposició magnètica amb un hidrogel, un material que no afecta la capacitat de resposta de les partícules magnètiques subjacents, alhora que proporciona una superfície llisa, sense fricció i biocompatible.
Van demostrar la precisió i l'activació del cable robòtic mitjançant l'ús d'un imant gran (com la corda d'un titella) per guiar el cable a través de la cursa d'obstacles d'un petit bucle, que recorda un cable que passa per l'ull d'una agulla.
Els investigadors també van provar el cable en una rèplica de silicona a mida real dels principals vasos sanguinis del cervell, inclosos coàguls i aneurismes, que imitaven les exploracions de TC del cervell d'un pacient real. L'equip va omplir un recipient de silicona amb un líquid que imita la viscositat de la sang. , després va manipular manualment imants grans al voltant del model per guiar el robot pel camí estret i sinuós del contenidor.
Els fils robòtics es poden funcionalitzar, diu Kim, el que significa que es poden afegir funcionalitats, per exemple, lliurar medicaments que redueixen els coàguls de sang o trencar els bloquejos amb làsers. Per demostrar això últim, l'equip va substituir els nuclis de nitinol dels fils per fibres òptiques i va trobar que podrien guiar magnèticament el robot i activar el làser un cop arribava a la zona objectiu.
Quan els investigadors van comparar el cable robòtic recobert d'hidrogel amb el cable robòtic no recobert, van trobar que l'hidrogel proporcionava al cable un avantatge relliscós molt necessari, permetent-li lliscar per espais més estrets sense que s'enganxi. En procediments endovasculars, aquesta propietat serà clau per evitar la fricció i danys al revestiment del vaixell a mesura que es passa el fil.
"Un repte de la cirurgia és poder travessar els complexos vasos sanguinis del cervell que són tan petits de diàmetre que els catèters comercials no poden arribar", va dir Kyujin Cho, professor d'enginyeria mecànica a la Universitat Nacional de Seül."Aquest estudi mostra com superar aquest repte.potencial i permetre procediments quirúrgics al cervell sense cirurgia oberta".
Com protegeix aquest nou fil robòtic els cirurgians de la radiació? El cable guia orientable magnèticament elimina la necessitat que els cirurgians introdueixin el cable al vas sanguini d'un pacient, va dir Kim. Això vol dir que el metge tampoc ha d'estar a prop del pacient i , el que és més important, el fluoroscopi que produeix la radiació.
En un futur proper, preveu que la cirurgia endovascular incorpori la tecnologia magnètica existent, com ara parells d'imants grans, que permetin als metges estar fora del quiròfan, lluny dels fluoroscopis que representen el cervell dels pacients, o fins i tot en llocs completament diferents.
"Les plataformes existents poden aplicar un camp magnètic a un pacient i realitzar una fluoroscòpia al mateix temps, i el metge pot controlar el camp magnètic amb un joystick en una altra habitació, o fins i tot en una ciutat diferent", va dir Kim. utilitzar la tecnologia existent en el següent pas per provar el nostre fil robòtic in vivo".
El finançament de la investigació prové en part de l'Oficina d'Investigació Naval, l'Institut de Nanotecnologia del Soldat del MIT i la National Science Foundation (NSF).
La periodista de la placa base, Becky Ferreira, escriu que els investigadors del MIT han desenvolupat un fil robòtic que es podria utilitzar per tractar coàguls de sang o accidents cerebrovasculars neurològics. Els robots podrien estar equipats amb fàrmacs o làsers que "podrien lliurar-se a àrees problemàtiques del cervell".Aquest tipus de tecnologia mínimament invasiva també pot ajudar a mitigar els danys d'emergències neurològiques com els ictus".
Els investigadors del MIT han creat un nou fil de robòtica de magnetrons que pot serpentejar pel cervell humà, escriu el periodista de l'Smithsonian Jason Daley. "En el futur, podria viatjar a través dels vasos sanguinis del cervell per ajudar a eliminar els bloquejos", explica Daly.
El periodista de TechCrunch, Darrell Etherington, escriu que els investigadors de MI han desenvolupat un nou fil robòtic que es podria utilitzar per fer que la cirurgia cerebral sigui menys invasiva. lesions que poden provocar aneurismes i accidents cerebrovasculars".
Els investigadors del MIT han desenvolupat un nou cuc robòtic controlat magnèticament que algun dia podria ajudar a fer que la cirurgia cerebral sigui menys invasiva, informa Chris Stocker-Walker, del New Scientist. Quan es prova en un model de silici del cervell humà, "el robot pot moure's a través de difícils de... arribar als vasos sanguinis”.
El reporter de Gizmodo, Andrew Liszewski, escriu que un nou treball robòtic semblant a un fil desenvolupat pels investigadors del MIT es podria utilitzar per eliminar ràpidament bloquejos i coàguls que causen accidents cerebrovasculars. que els cirurgians sovint han de suportar", va explicar Liszewski.