Закручиваются в спираль: российские учёные создали эластичных роботов для лечения тромбоза

Российские учёные создали эластичных роботов, управляемых магнитным полем, для лечения тромбоза. Устройства представляют собой биосовместимую эластомерную матрицу с термочувствительным полимером и магнитными частицами. Под воздействием магнитного поля роботы превращаются в спираль, которая захватывает сгусток крови и выводит его из венозного сосуда. Испытания были успешно проведены на модельной системе, имитирующей венозный сосуд. По словам исследователей, такой метод безопаснее инвазивных и уменьшает вероятность образования новых тромбов.

• Эластичный робот без воздействия магнитного поля
• © Дмитрий Григорьев/ITMO.NEWS

Учёные из Университета ИТМО создали эластичных роботов, управляемых магнитным полем, для лечения тромбоза. Под воздействием магнитного поля они превращаются в вене в спираль, которая захватывает сгусток крови и выводит его. По мнению исследователей, такой метод позволит снизить вмешательство в организм и уменьшит вероятность образования новых тромбов. Об этом RT сообщила пресс-служба ИТМО. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Роботы представляют собой биосовместимую эластомерную (полимеры, обладающие высокоэластичными свойствами и вязкостью. — RT) матрицу с термочувствительным полимером и встроенными ферромагнитными частицами.

«Мы искали способ перепрограммировать материал так, чтобы он смог перемещаться в жидкости. Когда эта задача была решена, мы адаптировали его под лечение тромбоза. В ходе экспериментов нам удалось определить для наших роботов оптимальные размер, состав и дизайн. Длина и ширина — примерно 15 мм и 2 мм: такие параметры позволят им без затруднений передвигаться по глубоким венам», — рассказала в беседе с RT инженер Международного научного центра SCAMT ИТМО Анна Пожиткова.

После введения роботов в вену они под воздействием магнитного поля преобразовываются в спираль, которая «накручивает» сгусток сформировавшейся крови. Затем, зацепив сгусток, спираль возвращается назад также благодаря воздействию магнитного поля.

• Магнитная установка для проведения экспериментов
• © Дмитрий Григорьев/ITMO.NEWS

Исследователи успешно провели опыт по введению роботов in vitro (в пробирке). Учёные помещали устройства в модельную систему, имитирующую венозный сосуд, с потоком жидкости, по вязкости похожей на кровь. В качестве сгустков разработчики использовали фибриновые (медицинские) тромбы. Процесс превращения роботов в спираль запускали и контролировали с помощью магнитной установки, способной генерировать магнитные поля в разных направлениях.

Напомним, тромбоз — одна из основных причин возникновения инсульта и ишемической болезни сердца. Чаще всего его лечение проходит с помощью хирургического вмешательства и специальных устройств — катетеров или стентов. Однако инвазивное вмешательство может быть небезопасно для здоровья. А жёсткие устройства могут повреждать внутренние стенки сосудов, вызывая повторное образование сгустков.

По словам исследователей, их разработка в будущем не только защитит внутренние стенки сосудов от повреждений, но и уменьшит вероятность образования новых тромбов.

«Структура материала и возможность управлять роботами с помощью вращающихся магнитных полей делают наш метод более безопасным. Благодаря мягкости материала стенки сосудов не будут травмироваться при перемещении роботов, а дистанционный контроль с помощью магнитной установки позволит совершать меньше вмешательств в организм. Также наши роботы могут пробираться даже в труднодоступные места: в извилистые и ограниченные среды», — подчеркнула Анна Пожиткова. 

Источник