Ενέσιμα μικρορομπότ μπορούν να καθοδηγηθούν μέσα από τα αιμοφόρα αγγεία, χρησιμοποιώντας μαγνητικά πεδία, για να διασπάσουν επικίνδυνους θρόμβους αίματος.
Αυτή η τεχνολογία στοχεύει να προσφέρει μια ελάχιστα επεμβατική εναλλακτική λύση στις τρέχουσες θεραπείες για την θρόμβωση και θα μπορούσε να αναδιαμορφώσει τον τρόπο με τον οποίο θα αντιμετωπίζονται μελλοντικά το εγκεφαλικό επεισόδιο και η εν τω βάθει φλεβική θρόμβωση.
Οι ερευνητές ανέπτυξαν μικροσκοπικά, εύκαμπτα μικρορομπότ, αρκετά μικρά ώστε να κινούνται μέσα στα αιμοφόρα αγγεία, τα οποία μπορούν να ελέγχονται εξωτερικά με “περιστρεφόμενα” μαγνητικά πεδία. Μόλις καθοδηγηθούν σε έναν θρόμβο, τα μικρορομπότ παράγουν μηχανική δύναμη αρκετά ισχυρή ώστε να βοηθήσουν στη διάσπαση των μπλοκαρισμένων περιοχών χωρίς να καταστρέψουν τους περιβάλλοντες ιστούς.
Η μελέτη έδειξε επίσης ότι αυτά τα μικρορομπότ μπορούν να πλοηγηθούν με υψηλή ακρίβεια, ακόμη και μέσα από πολύπλοκες δομές αγγείων. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο Medical Robotics.
Αυτό το έργο αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στην ιατρική ρομποτική, υποδηλώνοντας ότι φυσικές, μαγνητικά ελεγχόμενες συσκευές μπορούν να συμπληρώσουν ή μια μέρα να αντικαταστήσουν τα θρομβολυτικά φάρμακα.
Για να κινούνται τα μικρορομπότ μέσα στην κυκλοφορία του αίματος, πρέπει να ξεπεράσουν την αντίσταση των υγρών και να πλοηγηθούν σε στενές, αγγειακές διακλαδώσεις. Οι ερευνητές σχεδίασαν τα ρομπότ χρησιμοποιώντας εύκαμπτες, νηματώδεις δομές ενσωματωμένες σε μαγνητικά νανοσωματίδια.
Χρησιμοποιώντας ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, η ερευνητική ομάδα οδήγησε με επιτυχία και ακρίβεια το μικρορομπότ με ταχύτητες έως και 20 χιλιοστά ανά δευτερόλεπτο. Όταν εκτίθενται σε αυτό το μαγνητικό πεδίο από το εξωτερικό του σώματος, αυτές οι δομές μιμούνται την κίνηση μικροοργανισμών, όπως τα βακτήρια. Αυτό επιτρέπει στα μικρορομπότ να:
Αυτή η βιομιμητική συμπεριφορά κολύμβησης επιτρέπει στα μικρορομπότ να φτάνουν σε θρόμβους βαθιά μέσα στο αγγειακό σύστημα.
Μόλις το ρομπότ φτάσει στην περιοχή-στόχο, η κίνησή του παράγει τοπικές μηχανικές δυνάμεις ικανές να διαταράξουν τη δομή του θρόμβου. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί:
Μετά από επιτυχημένες εργαστηριακές επιδείξεις, οι ερευνητές προχώρησαν σε κλινικές δοκιμές σε χοίρους. Στο 95% των δοκιμών, τα μικρορομπότ έφτασαν στον σωστό προορισμό. Η διαδικασία έδειξε επίσης πολλά υποσχόμενη δράση στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό ενός προβάτου, υποδεικνύοντας ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για πολλές άλλες ιατρικές εφαρμογές.
Επειδή τα μικρορομπότ δρουν μηχανικά, θα μπορούσαν μια μέρα να μειώσουν την εξάρτηση από θρομβολυτικά φάρμακα, τα οποία ενέχουν κίνδυνο αιμορραγικών επιπλοκών.
Τα συμβάντα που σχετίζονται με θρόμβους αίματος, όπως τα εγκεφαλικά επεισόδια, οι πνευμονικές εμβολές και η εν τω βάθει φλεβική θρόμβωση, απαιτούν ταχεία θεραπεία. Οι τρέχουσες θεραπείες περιλαμβάνουν θρομβολυτικά φάρμακα ή επεμβάσεις με καθετήρα, τα οποία και τα δύο ενέχουν κινδύνους και μπορεί να μην φτάνουν πάντα σε κάθε μέρος ενός αγγείου.
Η θεραπεία με τα μικρορομπότ θα μπορούσε να προσφέρει πολλά μελλοντικά πλεονεκτήματα:
Παρά τα πολλά υποσχόμενα ευρήματα, πρέπει να αντιμετωπιστούν αρκετοί περιορισμοί:
Είναι ασφαλή τα μικρορομπότ για ένεση;
Η ασφάλεια δεν έχει ακόμη αποδειχθεί στους ανθρώπους. Απαιτούνται περισσότερες δοκιμές.
Γιατροί στο σπίτι σε Αθήνα, Θεσσαλονίκη, Πάτρα και άλλες περιοχές
Με ένα τηλεφώνημα στο 1151, εξειδικευμένοι ιατροί έρχονται άμεσα στον χώρο σας για ποιοτική φροντίδα χωρίς μετακινήσεις.
Καλέστε στο 1151Μπορούν να φτάσουν σε πολύ μικρά αιμοφόρα αγγεία;
Δυνητικά, ναι. Ο σχεδιασμός των μικρορομπότ στοχεύει στην πλοήγηση σε στενές, διακλαδώσεις, αλλά οι δοκιμές σε ανθρώπους θα καθορίσουν αυτά τα όρια.
Θα μπορούσε αυτή η τεχνολογία να βοηθήσει ασθενείς με εγκεφαλικό επεισόδιο;
Πιθανώς στο μέλλον ναι, αλλά θα απαιτηθούν εκτεταμένες δοκιμές πριν χρησιμοποιηθεί αυτή η τεχνολογία στο πρωτόκολλο επείγουσας φροντίδας εγκεφαλικού επεισοδίου.
Η ανάπτυξη μαγνητικά καθοδηγούμενων μικρορομπότ ικανών να κολυμπούν μέσα στα αιμοφόρα αγγεία και να διασπούν μηχανικά θρόμβους σηματοδοτεί μια συναρπαστική πρόοδο στην ιατρική ρομποτική. Αν και βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο, αυτή η έρευνα υποδηλώνει ότι οι μελλοντικές θεραπείες για το εγκεφαλικό επεισόδιο και τους θρόμβους θα μπορούσαν να γίνουν πιο στοχευμένες, πιο ακριβείς και λιγότερο εξαρτώμενες από θεραπείες που βασίζονται σε φάρμακα.
Πηγές:
ethz.ch
popsci.com
scientificamerican.com
ieee.org
Ενέσιμα μικρορομπότ μπορούν να καθοδηγηθούν μέσα από τα αιμοφόρα αγγεία, χρησιμοποιώντας μαγνητικά πεδία, για να διασπάσουν επικίνδυνους θρόμβους αίματος.
Αυτή η τεχνολογία στοχεύει να προσφέρει μια ελάχιστα επεμβατική εναλλακτική λύση στις τρέχουσες θεραπείες για την θρόμβωση και θα μπορούσε να αναδιαμορφώσει τον τρόπο με τον οποίο θα αντιμετωπίζονται μελλοντικά το εγκεφαλικό επεισόδιο και η εν τω βάθει φλεβική θρόμβωση.
Οι ερευνητές ανέπτυξαν μικροσκοπικά, εύκαμπτα μικρορομπότ, αρκετά μικρά ώστε να κινούνται μέσα στα αιμοφόρα αγγεία, τα οποία μπορούν να ελέγχονται εξωτερικά με “περιστρεφόμενα” μαγνητικά πεδία. Μόλις καθοδηγηθούν σε έναν θρόμβο, τα μικρορομπότ παράγουν μηχανική δύναμη αρκετά ισχυρή ώστε να βοηθήσουν στη διάσπαση των μπλοκαρισμένων περιοχών χωρίς να καταστρέψουν τους περιβάλλοντες ιστούς.
Η μελέτη έδειξε επίσης ότι αυτά τα μικρορομπότ μπορούν να πλοηγηθούν με υψηλή ακρίβεια, ακόμη και μέσα από πολύπλοκες δομές αγγείων. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο Medical Robotics.
Αυτό το έργο αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στην ιατρική ρομποτική, υποδηλώνοντας ότι φυσικές, μαγνητικά ελεγχόμενες συσκευές μπορούν να συμπληρώσουν ή μια μέρα να αντικαταστήσουν τα θρομβολυτικά φάρμακα.
Για να κινούνται τα μικρορομπότ μέσα στην κυκλοφορία του αίματος, πρέπει να ξεπεράσουν την αντίσταση των υγρών και να πλοηγηθούν σε στενές, αγγειακές διακλαδώσεις. Οι ερευνητές σχεδίασαν τα ρομπότ χρησιμοποιώντας εύκαμπτες, νηματώδεις δομές ενσωματωμένες σε μαγνητικά νανοσωματίδια.
Χρησιμοποιώντας ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, η ερευνητική ομάδα οδήγησε με επιτυχία και ακρίβεια το μικρορομπότ με ταχύτητες έως και 20 χιλιοστά ανά δευτερόλεπτο. Όταν εκτίθενται σε αυτό το μαγνητικό πεδίο από το εξωτερικό του σώματος, αυτές οι δομές μιμούνται την κίνηση μικροοργανισμών, όπως τα βακτήρια. Αυτό επιτρέπει στα μικρορομπότ να:
Αυτή η βιομιμητική συμπεριφορά κολύμβησης επιτρέπει στα μικρορομπότ να φτάνουν σε θρόμβους βαθιά μέσα στο αγγειακό σύστημα.
Μόλις το ρομπότ φτάσει στην περιοχή-στόχο, η κίνησή του παράγει τοπικές μηχανικές δυνάμεις ικανές να διαταράξουν τη δομή του θρόμβου. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί:
Μετά από επιτυχημένες εργαστηριακές επιδείξεις, οι ερευνητές προχώρησαν σε κλινικές δοκιμές σε χοίρους. Στο 95% των δοκιμών, τα μικρορομπότ έφτασαν στον σωστό προορισμό. Η διαδικασία έδειξε επίσης πολλά υποσχόμενη δράση στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό ενός προβάτου, υποδεικνύοντας ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για πολλές άλλες ιατρικές εφαρμογές.
Επειδή τα μικρορομπότ δρουν μηχανικά, θα μπορούσαν μια μέρα να μειώσουν την εξάρτηση από θρομβολυτικά φάρμακα, τα οποία ενέχουν κίνδυνο αιμορραγικών επιπλοκών.
Τα συμβάντα που σχετίζονται με θρόμβους αίματος, όπως τα εγκεφαλικά επεισόδια, οι πνευμονικές εμβολές και η εν τω βάθει φλεβική θρόμβωση, απαιτούν ταχεία θεραπεία. Οι τρέχουσες θεραπείες περιλαμβάνουν θρομβολυτικά φάρμακα ή επεμβάσεις με καθετήρα, τα οποία και τα δύο ενέχουν κινδύνους και μπορεί να μην φτάνουν πάντα σε κάθε μέρος ενός αγγείου.
Η θεραπεία με τα μικρορομπότ θα μπορούσε να προσφέρει πολλά μελλοντικά πλεονεκτήματα:
Παρά τα πολλά υποσχόμενα ευρήματα, πρέπει να αντιμετωπιστούν αρκετοί περιορισμοί:
Είναι ασφαλή τα μικρορομπότ για ένεση;
Η ασφάλεια δεν έχει ακόμη αποδειχθεί στους ανθρώπους. Απαιτούνται περισσότερες δοκιμές.
Μπορούν να φτάσουν σε πολύ μικρά αιμοφόρα αγγεία;
Δυνητικά, ναι. Ο σχεδιασμός των μικρορομπότ στοχεύει στην πλοήγηση σε στενές, διακλαδώσεις, αλλά οι δοκιμές σε ανθρώπους θα καθορίσουν αυτά τα όρια.
Θα μπορούσε αυτή η τεχνολογία να βοηθήσει ασθενείς με εγκεφαλικό επεισόδιο;
Πιθανώς στο μέλλον ναι, αλλά θα απαιτηθούν εκτεταμένες δοκιμές πριν χρησιμοποιηθεί αυτή η τεχνολογία στο πρωτόκολλο επείγουσας φροντίδας εγκεφαλικού επεισοδίου.
Η ανάπτυξη μαγνητικά καθοδηγούμενων μικρορομπότ ικανών να κολυμπούν μέσα στα αιμοφόρα αγγεία και να διασπούν μηχανικά θρόμβους σηματοδοτεί μια συναρπαστική πρόοδο στην ιατρική ρομποτική. Αν και βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο, αυτή η έρευνα υποδηλώνει ότι οι μελλοντικές θεραπείες για το εγκεφαλικό επεισόδιο και τους θρόμβους θα μπορούσαν να γίνουν πιο στοχευμένες, πιο ακριβείς και λιγότερο εξαρτώμενες από θεραπείες που βασίζονται σε φάρμακα.
Πηγές: