Zrobotyzowane urządzenie przywraca funkcję mięśni falowych biorących udział w procesach takich jak trawienie i pomaga pacjentom z uszkodzonymi narządami

Zasilany mocnymi magnesami sterowanymi przez zewnętrzny, nadający się do noszenia siłownik, miękki prototyp robota może pomóc pacjentom z niedrożnością spowodowaną nowotworami lub osobom wymagającym stentów. Na przykład tradycyjne stenty przełyku to metalowe rurki stosowane w leczeniu pacjentów z rakiem przełyku, często u osób starszych. U tych pacjentów istnieje ryzyko, że pokarm nie dostanie się do żołądka, co może spowodować poważny stan, w którym pokarm przedostanie się do płuc.

Przywrócenie naturalnego ruchu perystaltyki, funkcji transportu fal i mięśni zachodzącej wewnątrz rurkowatych narządów człowieka, „toruje drogę nowej generacji robotycznych urządzeń medycznych, które poprawią jakość życia, szczególnie osób starszych” – napisali naukowcy w nowym artykule papier. W magazynie Zaawansowane materiały funkcjonalne Opis urządzenia.

Badania nadzorował Xiaoguangdong, adiunkt inżynierii mechanicznej. Praca ta została wykonana we współpracy z pracownikiem Centrum Medycznego Uniwersytetu Vanderbilt, dr Rishi Naikiem, adiunktem medycyny w Oddziale Gastroenterologii, Hepatologii i Żywienia.

Samo urządzenie składa się z gładkiego arkusza małych magnesów ułożonych w równoległych rzędach, które są aktywowane precyzyjnym ruchem falowym, który wytwarza moment obrotowy wymagany do pompowania różnych ładunków stałych i płynnych. „Nie zgłaszano wcześniej żadnych doniesień o uruchamianych magnetycznie miękkich pompach robotycznych, które mogą przywrócić perystaltykę i bezproblemowo zintegrować się ze stentami medycznymi” – relacjonuje Dong i badacze w artykule.

Dong, który zajmuje również stanowiska w inżynierii biomedycznej, elektrotechnice i inżynierii komputerowej, powiedział, że dalsze udoskonalenia urządzenia mogą pomóc w innych procesach biologicznych, na które mogą wpływać choroby. Powiedział na przykład, że projekt mógłby pomóc w przenoszeniu ludzkich komórek jajowych z jajników w przypadku upośledzenia funkcji mięśni jajowodów. Ponadto naukowcy stwierdzili, że dzięki zaawansowanym procesom produkcyjnym urządzenie można zmniejszyć, aby pasowało do węższych korytarzy.

Vanderbilt University College of Engineering zapewnił wsparcie finansowe. Laboratorium Narodowe Oak Ridge zapewniło wsparcie obiektowe dla tych badań. Zespół badawczy jest powiązany z Instytutem Chirurgii i Inżynierii Vanderbilta (VISE).