Разработан мягкий робот для неинвазивного лечения рака

Ультрамягкое щупальце диаметром всего 2 мм, управляемое магнитами, способно проникать в самые маленькие бронхиальные трубки и может изменить методику лечения рака легких.

Разработанная инженерами, учеными и клиницистами лаборатории STORM в Лидсе, она открывает путь к более точному, индивидуальному и гораздо менее инвазивному подходу к лечению.

Исследователи протестировали робота с магнитными щупальцами на легких трупа и обнаружили, что он может проникать на 37% глубже, чем стандартное оборудование, и приводит к меньшему повреждению тканей.

Результаты исследований, финансировавшихся Европейским исследовательским советом, опубликованы сегодня в журнале Nature Engineering Communications.

Профессор Пьетро Вальдастри, директор лаборатории STORM и руководитель исследования, сказал:

Это действительно захватывающее событие. Преимущество нового подхода заключается в том, что он учитывает особенности анатомии, является более мягким, чем анатомия, и полностью контролирует форму с помощью магнитных средств. Эти три основные характеристики способны произвести революцию в навигации внутри тела.

Рак легких занимает первое место в мире по смертности от онкологических заболеваний. При немелкоклеточном раке легкого на ранних стадиях, на долю которого приходится около 84% случаев, стандартом лечения является хирургическое вмешательство. Однако, как правило, оно является высокоинвазивным и приводит к значительному удалению тканей. Такой подход подходит не всем пациентам и может оказывать влияние на функцию легких.

Программы скрининга рака легких позволили повысить выживаемость, но при этом подчеркнули острую необходимость поиска неинвазивных способов ранней диагностики и лечения пациентов.

Робот с магнитными щупальцами не только улучшает навигацию в легких при проведении биопсии, но и может проложить путь к гораздо менее инвазивному лечению, позволяя врачам воздействовать только на вредоносные клетки и сохраняя нормальную работу здоровых тканей и органов.

Соавтор доклада, д-р Джованни Питтильо, проводивший исследование в рамках программы PHD в Школе электроники и электротехники Университета Лидса, добавил:

Нашей целью было и остается оказание лечебной помощи с минимальными болевыми ощущениями для пациента. Дистанционное магнитное управление позволило нам добиться этого с помощью сверхмягких щупалец, которые могут проникать глубже, при этом повторяя анатомическую форму и уменьшая травматизм.

Теперь команда займется сбором всех данных, которые позволят начать испытания на людях.

Как магнитные роботы-щупальца могут работать вместе

Исследователи из лаборатории STORM также изучали возможности управления двумя независимыми магнитными роботами, чтобы они могли работать вместе в ограниченном участке анатомии человека, позволяя одному из них перемещать камеру, а другому — управлять лазером для удаления опухолей.

Устройства изготовлены из силикона, чтобы минимизировать повреждение тканей, и управляются магнитами, установленными на роботизированных манипуляторах вне тела пациента.

Используя копию черепа, специалисты успешно опробовали двух роботов для проведения эндоназальной операции на мозге — метода, позволяющего хирургу через нос оперировать области в передней части мозга и верхней части позвоночника.

Исследователям было необходимо, чтобы магнитные роботы двигались независимо друг от друга, чтобы один из них мог перемещать камеру, а другой — направлять лазер на опухоль.

Обычно два магнита, расположенные близко друг к другу, притягиваются, что создало проблему для исследователей. Они решили эту проблему, разработав корпус щупалец таким образом, чтобы они могли сгибаться только в определенных направлениях, и переместив северный и южный полюса в каждом магнитном щупальце робота.

Затем они смогли смоделировать удаление доброкачественной опухоли гипофиза в основании черепа, впервые доказав возможность управления двумя роботами в одной ограниченной области тела.

Результаты исследования, которое совместно финансировалось Европейским исследовательским советом и Исследовательским советом по физическим наукам, опубликованы сегодня в журнале Advanced Intelligent Systems.

Ведущий автор работы, Занета Кошовска (Zaneta Koszowska), научный сотрудник Школы электроники и электротехники Университета Лидса, сказала:

Это значительный вклад в область магнитоуправляемой робототехники. Наши результаты показывают, что в небольших анатомических пространствах можно проводить как диагностические процедуры с помощью камеры, так и полноценные хирургические вмешательства.

27.07.2023


Подписаться в Telegram



Хайтек

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников

Замещающее легирование чужеродными элементами ...

Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло
Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло

Если проникнуть глубоко-глубоко под повер...

Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак
Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак

Загрязнения, извергаемые бурно развивающейся м...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Транзисторы на основе бальзового дерева усилят позиции зеленой электроники
Транзисторы на основе бальзового дерева усилят позиции зеленой электроники
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
British Journal of Anaesthesia: Ученые выявили ошибку в работе пульсоксиметров
British Journal of Anaesthesia: Ученые выявили ошибку в работе пульсоксиметров
FEARC: Археологи используют фундук для реконструкции древних лесных массивов
FEARC: Археологи используют фундук для реконструкции древних лесных массивов
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
PNAS Nexus: Хоть горшком назовите, только учитывайте культурные различия
PNAS Nexus: Хоть горшком назовите, только учитывайте культурные различия
Nature Comm: Ошибка Пифагора вынуждает пересмотреть принципы создания музыки
Nature Comm: Ошибка Пифагора вынуждает пересмотреть принципы создания музыки
Открыт антивозрастной эффект витамина D и рецептора в средней кишке дрозофилы
Открыт антивозрастной эффект витамина D и рецептора в средней кишке дрозофилы
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса