Magnetyczny robak może dotrzeć do mózgu
fot. FB/Science Robotics
Naśladujący ruchy robaka, sterowany polem magnetycznym nitkowaty „robot” może dotrzeć do mózgu poprzez naczynia krwionośne, by umożliwić nieinwazyjny zabieg neurochirurgiczny – informuje pismo „Science Robotics”.
Aby na przykład usunąć skrzepy krwi z mózgu, lekarze często wykonują zabieg wewnątrznaczyniowy – minimalnie inwazyjny zabieg chirurgiczny, w którym chirurg wprowadza cienki drut poprzez główną tętnicę pacjenta, zwykle zlokalizowaną w nodze lub pachwinie. Pod kontrolą aparatury rentgenowskiej, która jednocześnie obrazuje naczynia krwionośne chirurg ręcznie wprowadza drut do uszkodzonego naczynia mózgowego. Później wzdłuż drutu nawleczony może zostać cewnik – w celu dostarczenia leków lub urządzeń do usuwania skrzepów do dotkniętego obszaru.
Prof. Xuanhe Zhao z Massachusetts Institute of Technology i jego student Yoonho Kim opracowali i wykonali „zrobotyzowany” drut–prowadnik ze stopu zwanego nitinolem, pokryty polimerem, z osadzonymi w nim małymi cząstkami magnetycznymi.
Dzięki temu „robotem” można sterować za pomocą zewnętrznego pola magnetycznego. Powleczone śliskim, samosmarującym hydrożelem (który zapobiega uszkodzeniu delikatnych naczyń) urządzenie ma poniżej 0,6 milimetra średnicy – jest tylko dziesięć razy grubsze od włosa.
Metodę przetestowano na naturalnej wielkości silikonowym modelu naczyń ludzkiego mózgu, zawierającym substancję udającą krew oraz modele zakrzepów i tętniaków. Pod kontrolą magnesu usytuowanego poza mózgiem robot był w stanie przedostawać się poprzez trudno dostępne naczynia krwionośne. W przyszłości mógłby w sposób małoinwazyjny odblokowywać zatkane naczynia krwionośne u pacjentów z udarem czy urazem mózgu.
Mikrocząstki magnetyczne są widoczne na obrazie rentgenowskim, dzięki czemu mogą pomóc chirurgom orientować się w zawiłej sieci tętnic i żył mózgu. Co więcej, ponieważ operator nie musi „własnoręcznie” poruszać urządzeniem, nie jest też konieczne wystawianie się na szkodliwy wpływ promieniowania przy każdej operacji. Dzięki obrazowi rentgenowskiemu i magnetycznemu sterowaniu chirurg mógłby przeprowadzać zabieg wręcz z innego miasta. Zamiast rdzenia z nitinolu można zastosować światłowód, pozwalający na operowanie za pomocą lasera. Możliwe jest też użycie urządzenia do wprowadzenia cewnika podającego lek.
Kolejną fazą badań mają być testy na zwierzętach, które twórcy robota chcą przeprowadzić wspólnie z neurochirurgami z Harvard Medical School.