מיקרובוטים מגנטיים מראים הבטחה לטיפול במפרצת וגידולי מוח - עולם הפיזיקה

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/magnetic-microbots-show-promise-for-treating-aneurysms-and-brain-tumours-physics-world.jpg" data-caption="שלט רחוק סכמטי המראה (לוח עליון) כיצד מיקרופייברבוטים יכולים לעגן לכלי דם, לנווט באמצעות הנעה סלילנית, להתארך כדי לעבור דרך אזורים צרים ולהצטבר כדי לחסום את זרימת הדם. יישומים פוטנציאליים (פאנל תחתון) כוללים אמבוליזציה של סליל של מפרצת וגידולים, ואמבוליזציה סלקטיבית של חלקיקים של גידולים. (באדיבות: Jianfeng Zang, HUST)” title=”לחץ כדי לפתוח תמונה בפופאפ” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/magnetic-microbots-show-promise-for- טיפול-מפרץ-וגידולי-מוח-physics-world.jpg”>

צוות חוקרים בסין פיתח "מיקרופייברבוטים" חדשניים עם סלילים מגנטיים והשתמש בהם כדי לסחט דימום עורקי בארנב - סלל את הדרך למגוון טיפולים ניתנים לשליטה ופחות פולשניים למפרצת וגידולי מוח.

כאשר מנסים לעצור דימום במפרצת או לעצור את זרימת הדם לגידולי מוח (תהליך המכונה אמבוליזציה), המנתחים בדרך כלל מפעילים קטטר דק דרך עורק הירך ומנווטים אותו דרך כלי הדם כדי להעביר חומרים תסחיפים. למרות שהשימוש בהם נרחב, קשה להנחות את הצנתרים הללו דרך רשתות כלי דם מורכבות.

במאמץ להתמודד עם אתגר זה, צוות חוקרים מאוניברסיטת Huazhong למדע וטכנולוגיה (HUST) יצרו מיקרופייברבוטים זעירים מגנטיים ורכים שיכולים לבצע הליכים כאלה מרחוק. המכשירים, העשויים מסיב ממוגנט המעוות לצורת סליל, יכולים להתאים למגוון של גדלי כלים שונים ולהתקדם בצורה של חולץ פקקים כאשר הם נחשפים לשדה מגנטי חיצוני. תוצאות המחקר, המוצגות ב מדע רובוטיקה, הדגימו כיצד המכשירים שימשו בהצלחה לבלימת דימום עורקי בארנב.

ככותב שותף ג'יאנפנג ג'אנג מסביר, המיקרופייברבוטים מיוצרים על ידי שימוש באנרגיה תרמית כדי למשוך חומרים מרוכבים רכים מגנטיים לתוך מיקרוסיביים, אשר לאחר מכן "ממוגנטים ומעוצבים כדי לתת להם קוטביות מגנטית סלילנית". על ידי שליטה בשדה המגנטי, הרובוט המיקרוסיבי הרך המגנטי הדגים טרנספורמציה מורפולוגית הפיכה (התארכות או צבירה) והנעה ספירלית דרך זרימת הדם (הן במעלה הזרם והן במורד הזרם). זה מאפשר לנווט בו דרך מערכות כלי דם מורכבות ולבצע אמבוליזציה רובוטית באזור תת המילימטר.

"המאמר מראה איך הפעלנו חוץ גופית אמבוליזציה של מפרצות וגידולים במודל נוירווסקולרי, וביצע ניווט ואמבוליזציה רובוטי תחת פלואורוסקופיה בזמן אמת ב in vivo דגם של עורק הירך של ארנב", אומר זאנג. "ניסויים אלה מדגימים את הערך הקליני הפוטנציאלי של עבודה זו וסוללים את הדרך לאפשרויות ניתוחיות עתידיות של אמבוליזציה בעזרת רובוט."

פונקציית עיגון

לדברי המחבר הראשון Xurui Liu, סטודנט לדוקטורט ב-HUST, לכל מיקרופייברבוט יש פונקציית עיגון, הדומה לזו של סטנט כלי דם, המאפשרת לעגן אותו ביציבות לדופן הפנימית של כלי הדם באמצעות חיכוך מגע כדי להימנע משטיפה על ידי את זרימת הדם.

"חלוקת המגנטיזציה הסלילית שלו מספקת לרובוט המיקרופייבר כיוון מגנטיזציה נטו לאורך הציר המרכזי שלו. על ידי הפעלת שדה מגנטי חיצוני התואם את כיוון כיוון המגנטיזציה נטו, ניתן להאריך את הרובוט", היא אומרת.

"לעומת זאת, כאשר השדה המגנטי החיצוני מנוגד לכיוון המגנטיזציה נטו, הרובוט יתאסף", היא מוסיפה. "הרכות והחוסן הגבוה של רובוט המיקרופייבר הזה מבטיחים שתפקוד השחזור המורפולוגי שלו נשאר הפיך לחלוטין לאחר יותר מאלף מחזורי צבירה והתארכות."

אלטרנטיבה מבטיחה

בניגוד לרובוטים הרכים המגנטיים שדווחו במחקר קודם, זאנג מאשר שמאפייני כיוון המגנטיזציה הסליליים של הרובוטים החדשים מאפשרים ניתוק אורתוגונלי של מצבי העיוות והתנועה שלהם ללא תלות בשדה המגנטי הבקרה, מה שמספק "גמישות שליטה בשדה מגנטי ייחודי".

"תכונה זו לא רק מאפשרת לרובוט מיקרופייבר בודד לנוע במהירות גבוהה כנגד זרימת הדם תחת פעולת שדה מגנטי מסתובב, אלא גם מאפשרת שליטה עצמאית על הצורה והתנועה של מיקרופייברבוטים מרובים", מסביר זאנג.

"בנוסף, מכשירים אלה תואמים לצנתרים התערבותיים נפוצים כדי למקסם את הפוטנציאל שלהם לשימוש בסביבה קלינית", הוא מוסיף.

מול האתגרים של שיטות מסורתיות כמו אמבוליזציה על בסיס צנתר - במיוחד מבחינת המגבלות התפעוליות והדיוק הלא מספיק, כמו גם הסיכונים הבריאותיים הקשורים לחשיפה של רופאים לקרינה לפרקי זמן ארוכים (מההנחיות הרנטגן). system) – Zang מציין שפיתוח טכנולוגיית microfibrebot מגנטי מספק לרופאים אמצעי חדש לשיפור הטיפולים הקיימים.

"הפיתוח של microfibrebots מספק פרספקטיבה חדשה לטיפול באמבוליזציה של כלי דם ומראה פוטנציאל יישום בטכנולוגיית טיפול כירורגי זעיר פולשני. טכנולוגיה זו מספקת השלמה או אלטרנטיבה יעילה לטכנולוגיית אמבוליזציה צנתר מסורתית על ידי שליטה מדויקת בחסימת זרימת הדם", הוא אומר.

Zang מציין כי בעוד שטכנולוגיה זו מראה פוטנציאל, עדיין יש אתגרים להתגבר לפני היישום הקליני שלה. אלה כוללים אופטימיזציה מבנית של מיקרופייברבוטים, הגדלת התאימות הביולוגית של חומרים ופיתוח של מערכות מיקום ומעקב של כלי דם. "צוות המחקר פועל לטפל בבעיות מפתח אלו כדי לקדם את היישום של הטכנולוגיה", הוא מוסיף.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/magnetic-microbots-show-promise-for-treating-aneurysms-and-brain-tumours/