Команда исследователей Вандербильта разработала устройство с беспроводной активацией, которое имитирует волнообразную мышечную функцию в пищеводе и тонкой кишке, отвечающую за транспортировку пищи и вязких жидкостей для пищеварения.
Прототип мягкого робота, который приводится в движение сильными магнитами, управляемыми носимым внешним приводом, может помочь пациентам, страдающим от закупорок, вызванных опухолями, или тем, кому необходимы стенты. Например, традиционные стенты пищевода представляют собой металлические трубки, используемые у пациентов с раком пищевода , в основном у стареющего населения. Эти пациенты рискуют заблокировать попадание пищи в желудок, что потенциально может вызвать опасную ситуацию, когда пища вместо этого попадает в легкие.
Восстановление естественного движения перистальтики, волнообразной мышечной транспортной функции, которая происходит внутри трубчатых органов человека, «открывает путь к роботизированным медицинским устройствам следующего поколения для улучшения качества жизни, особенно для стареющего населения», пишут исследователи в статье в журнал Advanced Functional Materials с описанием устройства.
Исследование возглавил Сяогуан Донг, доцент кафедры машиностроения. Эта работа была выполнена в сотрудничестве с коллегой из Медицинского центра Университета Вандербильта, доктором Риши Найком, доцентом медицины отделения гастроэнтерологии, гепатологии и питания.
Само устройство состоит из мягкого листа небольших магнитов, расположенных параллельными рядами, которые активируются точными волнообразными движениями, создавая крутящий момент, необходимый для перекачивания различных твердых и жидких грузов. «Раньше не сообщалось о мягких роботизированных насосах с магнитным приводом, которые могут восстанавливать перистальтику и легко интегрироваться с медицинскими стентами», — сообщают Донг и исследователи в статье.
Донг, который также работает в сфере биомедицинской инженерии, электротехники и вычислительной техники, сказал, что дальнейшие усовершенствования устройства могут помочь в других биологических процессах, которые могут быть нарушены болезнью. Например, он сказал, что эту конструкцию можно использовать для транспортировки человеческих яйцеклеток из яичников, когда мышечная функция фаллопиевых труб нарушена.
Кроме того, по словам исследователей, благодаря передовым производственным процессам устройство можно будет уменьшить, чтобы адаптировать его к еще более узким проходам.
