محققان میکرو/نانو رباتی ساختند که می‌تواند در جراحی‌های پیچیده به پزشکان کمک کند. این گروه نمونه اولیه این ربات را مورد آزمایش قرار دادند.
ساخت میکرو/نانو ربات برای کمک به جراحی‌های پیچیده
از ترمیم خونریزی‌های مرگبار مغز گرفته تا مقابله با تومورها با شیمی‌درمانی دقیق، میکرو/نانو ربات‌ها (MNRs) ابزاری امیدوارکننده و پیشرفته هستند که این قدرت را دارند که مراقبت‌های بهداشتی را به میزان قابل توجهی ارتقا دهند. با این حال، این ابزارها هنوز در مسیریابی در بدن انسان مشکل دارد، محدودیتی که مانع از ورود آنها به آزمایشات بالینی شده است.
مدل‌های ریاضی برای طراحی و هدایت بهینه میکرو/نانو ربات‌ها بسیار مهم هستند، اما مدل‌های فعلی ناکافی هستند. به تازگی تحقیقات جدید و امیدوارکننده از دانشگاه ساسکاچوان (USask) ممکن است به میکرو/نانو ربات‌ها اجازه دهد بر محدودیت‌هایی که قبلاً از استفاده گسترده آنها جلوگیری می‌کرد، غلبه کنند.
کریس ژانگ به همراه دو تن از همکارانش یک مدل ریاضی بسیار دقیق ایجاد کردند که بهینه سازی طراحی میکرو/نانو ربات‌ها را به گونه‌ای انجام می‌دهد که ناوبری آنها را بهبود می بخشد و به آنها اجازه می‌دهد به طور موثر در جریان خون حرکت کنند. نتایج کار آنها اخیراً در Nature Communications منتشر شده است.
ژانگ می‌گوید: «مدل‌های موجود برای این ربات‌ها ویژگی و همچنین رفتار حرکتی خون در بدن انسان را در نظر نمی‌گیرد. مدل ما دقیق‌تر است و موقعیت واقعی را با حرکت واقعی رگ خونی به تصویر می‌کشد.»
ژانگ می گوید که این پروژه الهام گرفته شده از یک حادثه است، حادثه‌ای که بیش از یک دهه پیش برای دختر یکی از دانشجویان دکترا او رخ داد. دختر این دانشجو دچار خونریزی مغزی شد و تحت عمل جراحی قرار گرفت.
ژانگ گفت: «در آن زمان، میزان موفقیت با یک کاتتر قابل هدایت تنها ۲۵٪ بود، بنابراین این انگیزه در من ایجاد شده که با کمک میکرو/نانو ربات‌ها این شانس را افزایش داده و نرخ بقای بیماران را بهبود دهم.»
میکرو/نانو ربات‌ها که به شکل یک فنر بوده و از طریق یک سیستم مغناطیسی خارجی کنترل می‌شوند، به قدرت کافی نیاز دارند تا بتوانند بر خلاف جریان خون حرکت کنند؛ دقیقاً مانند ماهی‌هایی که در بالادست شنا می‌کنند. در پزشکی، زمان بسیار مهم است، بنابراین برای میکرو/نانو ربات‌ها مهم است که حتی در شرایط چالش برانگیز به سرعت حرکت کنند.
اگر میکرو/نانو ربات‌ها بتوانند بر موانعی که در بدن انسان با آن روبرو هستند غلبه کنند و به طور موثر در سراسر جریان خون حرکت کنند، اندازه کوچک، آنها را قادر می سازد به مناطق دور که شامل رگ های خونی بسیار کوچک داخل مغز یا یک تومور سرطانی غیرقابل عمل می شود، برسند. در اینجا، MNR میکرو/نانو ربات‌ها می‌توانند بافت‌ها را ترمیم کنند و خونریزی خطرناک را متوقف کنند یا شیمی‌درمانی یا سایر داروها را مستقیم به محلی که این داروها بیشترین تأثیر را دارند تحویل دهند.
ژانگ و تیمش با بینش‌های ریاضی جدید، زمینه میکرو/نانو ربات‌ها را با چارچوبی که می‌تواند به عنوان طرحی برای طراحی و کنترل بهینه این ربات‌های کوچک اما قدرتمند باشد، توسعه دادند.
این تیم تحقیقاتی نه تنها میکرو/نانو ربات‌ها کارآمدی را توسعه داده اند، بلکه نمونه اولیه‌ای را نیز با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی ایجاد کرده اند.
