机器人线程设计用于穿过大脑的血管

麻省理工学院的工程师开发了一种磁性可操纵的螺纹状机器人，可以通过狭窄的蜿蜒路径(例如大脑的labrynthine脉管系统)主动滑行。

在未来，这种机器人线程可以与现有的血管内技术配对，使医生能够通过患者的脑血管远程引导机器人，以快速治疗阻塞和病变，例如动脉瘤和中风中发生的阻塞和病变。

“中风是导致死亡的五大原因，也是美国残疾的主要原因。如果急性卒中可以在前90分钟左右治疗，患者的生存率可能会显着增加，”赵玄和副教授表示。麻省理工学院的机械工程和土木与环境工程。“如果我们能够在这个'黄金时段'设计一种能够逆转血管阻塞的装置，我们就有可能避免永久性脑损伤。这是我们的希望。”

赵和他的团队，包括主要作者Yoonho Kim，麻省理工学院机械工程系的研究生，在“科学机器人”杂志上描述了他们的软机器人设计。该论文的其他合着者是麻省理工学院的研究生德国人Alberto Parada和访问学生刘圣多。

在一个紧张的地方

为了清除大脑中的血凝块，医生经常进行血管内手术，这是一种微创手术，其中外科医生通过患者的主动脉(通常在腿或腹股沟)插入细线。在使用X射线同时对血管成像的荧光镜的指导下，外科医生然后手动将导线旋转到受损的脑血管中。然后可以沿着导线将导管穿过，以将药物或凝块取出装置输送到受影响的区域。

金说，这个程序可能会造成身体上的负担，要求必须接受专门培训的外科医生要忍受透视检查的反复辐射照射。

“这是一项要求很高的技能，而且根本没有足够的外科医生为患者服务，特别是在郊区或农村地区，”金说。

在这种程序中使用的医疗导丝是被动的，这意味着它们必须手动操作，并且通常由金属合金芯制成，涂有聚合物，Kim说这种材料可能会产生摩擦并损坏容器衬里，如果电线是暂时陷入一个特别狭小的空间。

该团队意识到他们实验室的发展可以帮助改善这种血管内手术，包括导丝设计和减少医生接触任何相关辐射。

穿针

在过去的几年里，该团队已经积累了水凝胶的专业知识 - 主要由水制成的生物相容性材料 - 以及可以设计用于爬行，跳跃甚至接球的3D打印磁力驱动材料，只需遵循磁铁的方向即可。

在这篇新论文中，研究人员将他们在水凝胶和磁力驱动方面的工作结合起来，生产出一种磁性可操纵的水凝胶涂层机器人螺纹或导丝，它们能够做得足够薄以磁性引导通过真人大小的硅胶复制品大脑的血管

机器人螺纹的核心由镍钛合金或“镍钛合金”制成，这种材料既有弹性又有弹性。与晾衣架不同，衣架在弯曲时会保持其形状，镍钛诺线将恢复其原始形状，使其在通过紧凑，曲折的容器缠绕时具有更大的灵活性。该团队将导线芯涂在橡胶糊或墨水中，并将其嵌入磁性颗粒中。

最后，他们使用了他们之前开发的化学工艺，用磁性涂层涂覆和粘合磁性覆盖物 - 这种材料不会影响下面的磁性颗粒的响应性，同时为导线提供光滑，无摩擦，生物相容的表面。

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