Robot o velikosti semínka mění chirurgii: Pět úkonů zvládne za méně než vteřinu

Vědci z Nanyang Technological University (NTU) v Singapuru vyvinuli chirurgického robota o velikosti semínka, který dokáže přepínat mezi pěti různými funkcemi za méně než vteřinu.

Vědci z Nanyang Technological University (NTU) v Singapuru vyvinuli chirurgického robota o velikosti semínka, který dokáže přepínat mezi pěti různými funkcemi za méně než vteřinu. Tento miniaturní robot, dlouhý pouhých 4,4 milimetru, je bezdrátově ovládán pomocí slabých magnetických polí a představuje slibný nástroj pro minimálně invazivní lékařské zákroky.

Zařízení řeší dlouhodobou výzvu v miniaturní robotice: vměstnat více funkcí do jednoho malého robota bez obětování kontroly nebo manévrovatelnosti. Na rozdíl od většiny stávajících magnetických robotů, které zvládnou jen jednu nebo dvě úlohy, tento nový vynález umí pohybovat se po měkkých površích, řezat biologickou tkáň, uvolňovat léky, uchopovat a ukládat vzorky tkání a vzdáleně generovat teplo. Schopnost generovat teplo by mohla být využita například při magnetické hypertermii pro léčbu rakoviny.

Robot je vyroben z měkkých silikonových materiálů (PDMS a Ecoflex) s mikroskopickými magnetickými částicemi. Klíčem k jeho všestrannosti je přeprogramovatelný magnetický modul, jehož různé magnetické orientace aktivují odlišné funkce. Vědci také navrhli různé oblasti robota tak, aby reagovaly nezávisle na magnetické signály, což zabraňuje pohybu celého zařízení jako jediného magnetu. Design navíc zavádí šestý stupeň volnosti – otáčení kolem své podélné osy, což zvyšuje kontrolu při navigaci v úzkých a nepravidelných prostorech uvnitř lidského těla.

Tým úspěšně demonstroval schopnosti robota v laboratorních experimentech na kuřecích játrech a želatinových modelech, které napodobují měkké biologické tkáně. Testy potvrdily, že robot dokáže řezat tkáň, uvolňovat částice představující léky, sbírat a ukládat vzorky tkání a lokálně generovat teplo. Bezpečnost materiálů byla ověřena na lidských kožních buňkách, přičemž více než 99 procent buněk zůstalo životaschopných, což naznačuje nízkou toxicitu.

Vědci nyní zkoumají možnosti integrace robota s lékařskými zobrazovacími systémy, senzory a modely umělých orgánů. Spolupracují také s chirurgy, aby pochopili, jak by se tyto systémy mohly v budoucnu začlenit do klinické praxe. Dlouhodobým cílem je, aby lékaři mohli tyto miniaturní roboty používat přímo v těle, navigovat je na cílové místo a provádět s nimi léčbu.