Bezprzewodowe narzędzie chirurgiczne

Na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa przetestowano niezwykłe narzędzia chirurgiczne. Mają one wielkość cząsteczki kurzu, operują wewnątrz ciała i, co niezwykle istotne, do pracy nie potrzebują żadnych baterii, kabli czy tub umożliwiających mechaniczne manipulowanie. Miniaturowe narzędzia są poruszane i aktywowane za pomocą sygnałów cieplnych lub biochemicznych.

Podczas eksperymentu minichwytak o średnicy 1/10 milimetra pobrał próbkę z tkanki zwierzęcej umieszczonej wewnątrz wąskiej tuby. Innymi słowy, przeprowadzono próbę, która odpowiadała biopsji wewnątrz organizmu pacjenta.

Narzędzie jest jeszcze zbyt niedoskonałe, by wykorzystać je u człowieka, jednak David H. Gracias, który nadzorował projekt, uważa, że urządzenia aktywowane sygnałami termobiochemicznymi zapowiadają przełom w inżynierii. Wykazaliśmy, że mogą powstać tanie, masowo produkowane mikronarzędzia uruchamiane za pomocą nietoksycznych sygnałów biochemicznych. To ważny krok w kierunku stworzenia całkiem nowej klasy reagujących na sygnały biochemiczne mikro- i nanonarzędzi chirurgicznych, które być może będą nawet działały autonomicznie, pozwalając lekarzom na diagnozowanie chorób i przeprowadzanie zabiegów w bardzie efektywny i mniej inwazyjny sposób - mówi Gracias.

Obecnie wykorzystuje się mikronarzędzia, jednak są one połączone z kablami lub tubami, dzięki czemu możliwa jest manipulacja nimi. Jednak te połączenia znakomicie utrudniają nawigację i dotarcie do wielu miejsc. Zespół Graciasa stworzył narzędzia z niklu pokrytego złotem. Możliwe więc było przesuwanie ich za pomocą magnesów. każde narzędzie składa się z 6 "palców" i nieco przypomina kraba. "Palce" połączone są z "tułowiem" za pomocą "stawów" wykonanych z cienkich warstw chromu i miedzi. W normalnych warunkach taka konstrukcja doprowadziłaby do natychmiastowego zaciśnięcia się "palców". Dlatego też całość wzmocniono polimerem, który temu zapobiega.

Po przybyciu chwytaka na miejsce pracy, naukowcy podgrzewali je do 40 stopni Celsjusza. To wystarczyło, by polimer uległ zmiękczeniu, a "palce" się zacisnęły. Polimer można zmiękczać też za pomocą różnych, nietoksycznych, środków chemicznych.

W czasie eksperymentów naukowcy za pomocą mikrochwytaka wyodrębniali z tkanek żywe komórki i przenosili je. Komórki były żywe jeszcze 72 godziny później, co dowodzi, iż chwytak ich nie uszkodził.

Udostępniono też film, prezentujący narzędzie w akcji.

mikrochwytak chirurgia narzędzie sygnał biochemiczny