Микрохирургия будущего: робот NTU 5-в-1
Современная малоинвазивная медицина постепенно уходит от громоздких инструментов к микроскопическим системам, способным выполнять сложные операции внутри организма. Одной из самых необычных разработок в этой области стал магнитный микроробот, созданный в Наньянском технологическом университете.
Его длина составляет всего 4,4 мм, но при этом он способен выполнять сразу пять медицинских функций, переключаясь между ними менее чем за секунду и не имея ни батареи, ни проводов, ни встроенной электроники.
Принцип работы устройства основан на магнитной робототехнике: внешние магнитные поля управляют движением и состоянием робота внутри тела. Конструкция выполнена из мягких биосовместимых материалов, таких как PDMS и Ecoflex, в которые встроены микрочастицы магнитного материала. За счёт их направленного намагничивания робот может менять режим работы: двигаться, разрезать ткани, захватывать образцы, доставлять лекарства или генерировать локальное тепло.
Главной инженерной сложностью подобных систем всегда была ограниченность функций — обычно один микроробот выполняет только одну задачу. Команде удалось преодолеть это ограничение благодаря перепрограммируемой магнитной структуре и разным зонам отклика внутри устройства. Отдельные части робота могут активироваться независимо, несмотря на воздействие одного и того же магнитного поля, что позволило объединить несколько сценариев работы в одном инструменте.
В режиме «движения» робот способен не только перемещаться по трём осям, но и вращаться вокруг, что даёт ему шестую степень свободы и делает маневрирование внутри сложных тканей более точным. В режиме «хирургии» он выдвигает мини-лезвие для разреза, в режиме «биопсии» захватывает образцы тканей, а в режиме «доставки» высвобождает лекарственные вещества прямо в заданной точке организма. Дополнительно устройство может нагреваться под воздействием магнитного поля высокой частоты, что потенциально открывает путь к методам магнитной гипертермии.
В лабораторных испытаниях на моделях тканей из желатина и куриной печени он успешно выполнял все заявленные функции, а тесты на клетках кожи человека показали более 99% жизнеспособности, что говорит о высокой биосовместимости материалов.
Пока технология остаётся на стадии лабораторного прототипа и требует внешнего магнитного управления, однако уже сейчас она рассматривается как основа будущей малоинвазивной хирургии.
Фото: Nanyang Technological University
0
0
0
0
0
