انجام جراحی غیرتهاجمی با استفاده از کاروانی از ربات‌های مینیاتوری

به گزارش خبرگزاری آنا به نقل از IE، محققان مرکز تحقیقات سرطان آلمان (DKFZ) این ربات‌های چند میلی متری موسوم به «TrainBots» «ترین بوتس» را برای کاربرد‌های مختلف از جمله تحویل دارو و روش‌های جراحی ابداع کرده اند. 

«مونک وانگ جئونگ» «Moonkwang Jeong» مجری و نویسنده اول این مقاله گفت: «پس از نتایج امیدوارکننده با «ترین بوتس» در مدل اندامی، خوش بین هستیم بتوانیم گروه‌هایی از ربات‌های مینیاتوری را برای کار‌های بعدی در جراحی آندوسکوپی توسعه دهیم. 

جراحی الکتریکی مجرای صفراوی 

معمولا اکثر این قهرمانان رباتیک کوچک با محدودیت‌هایی روبرو هستند. ربات‌های مینیاتوری سنتی قادر به حمل وسایل لازم برای جراحی‌های ظریف نیستند. با ترکیب نیروها، این ربات‌های کوچک می‌توانند وظایف چالش برانگیزتری را انجام دهند.

محققان از کاروان رباتیک ابتکاری متشکل از سه واحد «ترین بوت»، برای «شبیه سازی» یک روش جراحی مجرای صفراوی استفاده کردند. مجرای صفراوی لوله‌ای است که صفرا را از کبد به روده کوچک منتقل می‌کند. صفرا مایعی است که توسط کبد تولید می‌شود و به تجزیه چربی‌ها کمک می‌کند.

سرطان مجرای صفراوی اغلب منجر به انسداد مجرای صفراوی و در نتیجه تجمع صفرا می‌شود. برای رفع این مشکل، انسداد باید پس از ارزیابی با آندوسکوپی، برطرف شود.

در روش‌های آندوسکوپی، یک آندوسکوپ انعطاف پذیر از طریق دهان فرد وارد بدن می‌شود.

این ابزار طی حرکت خود در دستگاه گوارش، از معده عبور کرده و وارد روده کوچک می‌شود. اگر ابزار آندوسکوپ به دقت از طریق این گذرگاه باریک هدایت نشود، ممکن است گیر کند یا باعث ناراحتی بیمار شود.

«تیان کیو» «Tian Qiu» سرپرست این پروژه گفت: «این جایی است که کاروان ربات‌های انعطاف پذیر می‌تواند توانمندی خود را نشان دهد.»

این دانشمندان کارایی جراحی کاروان رباتیک را روی اندام‌های خوک بررسی کردند.

آنها از کاروان رباتیک برای هدایت یک ابزار آندوسکوپی با یک الکترود سیمی برای انجام تخلیه الکتریکی بافت در مجرای صفراوی استفاده کردند.

پس از رسیدن کاروان به محل مورد نظر، ولتاژ الکتریکی اعمال شد که به تدریج انسداد بافت را از طریق فرآیندی به نام الکتروکوتریزاسیون از بین برد.

نکته جالب آنکه این کاروان «ترین بوت» توانست یک الکترود سیمی به طول ۲۵ سانتی متر با وزنی سه و نیم برابر جرم خود را بکار گیرد.

جئونگ اظهار داشت: «علاوه بر این، یک کاروان «ترین بوت» دیگر می‌تواند یک کاتتر برای تخلیه مایع یا تحویل دارو همراه خود بیاورد.»

حرکت آسان در بدن 

کاروان «ترین بوت» با دقت طراحی شده تا از میان ساختار‌های بیولوژیکی پیچیده بدن انسان عبور کند.

این واحد رباتیک کوچک مجهز به پایه‌های پیشرفته ضد لغزش است و از این رو می‌تواند در محیط‌های لغزنده‌ای مانند بدن انسان حرکت کند.

«ترین بوت» به صورت بی سیم کار می‌کند و هر واحد توسط یک میدان مغناطیسی چرخان خارجی هدایت می‌شود.

کنترل مغناطیسی به «ترین بوت ها» اجازه می‌دهد تا ضمن حرکت روی یک سطح صاف، چرخش خود را نیز کنترل کنند. این ویژگی امکان مانور دقیق در فضا‌های محدود بدن انسان را فراهم می‌کند.

این دانش پژوهان می‌گویند، طراحی جدید «ترین بوت» همچنین به مشکل حرکتی رایجی که ربات‌های مینیاتوری با مقیاس میلی متری با آن مواجه هستند، می‌پردازد. 

ربات‌ها اغلب برای حرکت به خزیدن متکی هستند. با این حال، بسیاری از سطوح بدن با مخاط پوشیده شده اند که منجر به لغزش و بی حرکتی می‌شود. این ممکن است منجر به عوارض بیشتر در بدن انسان و احتمالا نیاز به جراحی شود. 

نتایج این تحقیقات در نشریه Advanced Science منتشر شده است.