Это не научная фантастика! Робот успешно восстановил поврежденный пищевод у свиней

В современном быстро меняющемся мире научно-технического развития время от времени появляются результаты исследований, которые звучат очень научно-фантастически. К этой области относится статья, опубликованная в журнале "Scientific Robotics": робот для регенерации клеток, который успешно работает in vivo.

Однако давайте не будем впадать в фантазию о “роях нанороботов, бегающих в крови”, потому что это настоящая научная фантастика.Результаты исследований этого времени визуально не так круты, как в фильме, но с точки зрения научных достижений это очень удивительно.

Успех этого исследования был достигнут командой многонациональных исследователей во главе с Даной Дамиан из Бостонской детской больницы в Соединенных Штатах.В статье исследователи сообщили, что они создали роботизированный имплантат, который “может способствовать росту трубчатых органов, таких как пищевод и кишечник, путем вытяжения, управляемого компьютером”.

В хирургии чрезвычайно трудно восстановить трубчатую структуру в организме.А поскольку подавляющее большинство живых организмов содержат большое количество трубчатых структур, это всегда было основным направлением исследований в области медицины.

Существующие методы, такие как трансплантация органов, не только дороги, но и рискованны.Хирургические методы, такие как атрезия пищевода на большом расстоянии, требуют, чтобы пациент находился под наркозом в течение нескольких недель, поскольку каждый участок пищевода должен быть аккуратно растянут и соединен.

Свиньи, использованные для экспериментов с роботизированными имплантатами команды Дамиана, не только живы и здоровы, они даже бодрствуют, когда имплантаты вживляются им в пищевод.

Почему этот роботизированный имплантат такой волшебный?Ответ может вас удивить. Принцип, который он использует, несложен. Он был открыт еще в 1930 году и обычно используется для культивирования бактериальных сообществ.Это механическая стимуляция (механостимуляция), которая стимулирует клетки посредством механического движения, чтобы увеличить скорость роста клеток и заживления ран.

Однако, как правило, оборудование, необходимое для проведения механической стимуляции, не подходит для имплантации в организм человека из-за его размеров.Благодаря развитию области микроэлектроники в последние годы мы, наконец, можем создать механическое устройство, достаточно маленькое для стимуляции клеток внутри живого организма.

По сравнению с существующими методами преимущество этой технологии заключается не только во времени, но и в том, что она позволяет избежать многих серьезных проблем путем разведения живых тканей.Поскольку существующие методы требуют расширения ткани сегментами в течение нескольких часов или дней, существует риск развития нейрофиброза (фиброза) и нарушения нервных связей.

Во время операции, описанной в статье, врач подсоединил к пищеводу снаружи роботизированный имплантат длиной около 10 см, а к трубчатой части пищевода прикрепил два уплотнительных кольца.Внешняя часть этого имплантата, содержащая двигатели, датчики и различные электронные компоненты, обернута слоем биосовместимой водонепроницаемой кожи и подключена к блоку управления снаружи тела с помощью кабеля передачи данных.Часть в середине двух уплотнительных колец будет подвергнута механической стимуляции для ускорения роста клеток.

Результаты экспериментов исследователей были очень успешными.У 9 подопытных свиней длина пищевода между двумя уплотнительными кольцами была увеличена на 77%.Этот результат достигается не за счет растяжения, а за счет стимуляции саморазвития клеток.При этом процессе полностью поддерживается кровоток и функциональность пищевода.

Исследователи предполагают, что если это устройство будет дополнительно модернизировано таким образом, чтобы оно могло распознавать сокращение и расслабление мышц пищевода во время еды, оно может даже позволить пациентам есть во время процесса восстановления.

Видя это, тебе не жаль?Реальность не так велика, как рой наномашин, которые могут восстанавливать различные травмы и болезни в научно-фантастических произведениях.Но этот робот с удлиненными трубчатыми органами, возможно, ближе к тем роботам, чем мы думали.

Потому что исследователи отметили: "В дополнение к их использованию для роста органов, роботизированная имплантация также представляет собой новое направление исследований для медицинских роботов.Эти бионические системы могут помочь обеспечить нормальные функции организма, будь то временные или постоянные, прежде чем организм будет восстановлен”.

“Миниатюризация датчиков и исполнительных механизмов в сочетании с развитием беспроводной связи, передачи энергии, сбора энергии и других технологий, вероятно, позволит нам создавать устройства, которые превосходят те, что представлены в научно-фантастических произведениях”.

Shenzhen Yujiaxin Technology Co., Ltd. разрабатывает и производит различные хирургические роботизированные плоскогубцы, головки для скальпелей, хирургические ножницы, аксессуары для эндоскопов, лапароскопические аксессуары, ультразвуковые ножевые головки и другие аксессуары для прецизионных хирургических инструментов.