Alakváltó puha robotok forradalmasíthatják a gyógyászatot

Az Észak-Karolinai Egyetem Chapel Hill-i kutatócsoportja olyan puha robotokat fejlesztett ki, amelyek képesek utánozni az izmok és a bőr közötti interakciót. Ez jelentősen növeli a hatékonyságukat és a biztonságot – ha például a test belsejében használnák őket gyógykezelésre. A biológiai ihletésű lágyrobotok implantátumként történő alkalmazása jelentős előrelépést ígér az orvosi technológiák, különösen a műtétek, a diagnosztika, a gyógyszeradagolás, a protézisek, a mesterséges szervek és a rehabilitációs eszközök területén – összegzi a Nature-ben közölt tanulmány.

Az egyetem puha robotimplantátumait úgy alakították ki, hogy az alakjukat és funkciójukat képesek legyenek a biológiai szövetekhez igazítani, ezáltal megfelelni a szövetek lágyságának. Ilyen módon terápiás kezeléseket nyújthatnak és valós idejű monitorozást kínálhatnak a szakorvosoknak.

Az új puha robotok két kulcsfontosságú rétegből állnak: egy funkcionális nanokompozitokból készült elektronikus bőrből és egy hidrogélt használó mesterséges izomból. Az e-skin érzékeli az érintést, a nyomást, a hőmérsékletet és a vegyszereket, míg a hidrogél izom képes összehúzódni és elernyedni. A gépek hajlíthatók, tágíthatók és csavarhatók, tudnak mozogni, maghüvely vagy tengeri csillag módjára alakot változtatni, érzékelni és vezeték nélkül kommunikálni, lehetővé téve akár a testen belül történő minimálisan invazív műtéteket is.

A kutatók által eddig készített, szinergikus, lágy implantátumok között máris van egy húgyhólyag-tekercselő robot – a húgyhólyagműködés szabályozására, egy vérerekre helyezhető mandzsetta a véráramlás mérésére, egy lenyelhető robot a gyomor monitorozására, valamint egy szívfogó robot az epikardiális érzékeléshez és stimuláláshoz. A thera-gripper nevű lenyelhető robot már most tudja figyelni a gyomor pH-szintjét, és később gyógyszereket juttat a szervezetbe, javítva ezzel a gyomor-bélrendszeri kezelést. Mindemellett szívhez is csatlakoztatható, figyelemmel kíséri az elektrofiziológiai aktivitást, méri az összehúzódásokat, és elektromos stimulációt biztosít a szívritmus szabályozására.

Ezek az új implantátumok érzékelést és működtetést integrálva növelik a diagnosztikai és terápiás pontosságot, miközben egyfajta mesterséges szervként működnek. A kutatók jelentős eredmények ellenére jelezték: továbbra is kihívást jelent számukra az anyagtervezés és a gyártás, a szövetkompatibilitás, a biztonság és a stabil funkcionalitás. Ezek biztosítása érdekében további kutatásokra van szükségük.

Gábor János, Okosipar.hu