Małe roboty, duży wpływ: Rewolucja w leczeniu bezpłodności dzięki magnetycznym mikrorobotom

Zdjęcie: Carlos Duarte

Bezpłodność dotyka około 186 mln ludzi na całym świecie, a niedrożność jajowodów przyczynia się do 11%-67% przypadków niepłodności u kobiet. W publikacji AIP Advances, wydanej przez AIP Publishing, naukowcy z SIAT Magnetic Soft Microrobots Lab opracowali innowacyjne rozwiązanie wykorzystujące napędzaną magnetycznie zrobotyzowaną mikrośrubę do leczenia niedrożności jajowodów. „Ta nowa technologia oferuje potencjalnie mniej inwazyjną alternatywę dla tradycyjnych metod chirurgicznych obecnie stosowanych do usuwania niedrożności jajowodów, które często obejmują użycie konwencjonalnych cewników i prowadników” powiedział autor Haifeng Xu.

Mikrorobot jest wykonany z niemagnetycznej żywicy światłoczułej, pokrytej cienką warstwą żelaza, aby nadać mu właściwości magnetyczne. Dzięki zastosowaniu zewnętrznego pola magnetycznego robot obraca się, generując ruch translacyjny, który umożliwia mu poruszanie się po szklanym kanale symulującym jajowód. Robot z powodzeniem usuwa przeszkodę w postaci skupiska komórek umieszczonego w kanale, naśladując typową blokadę w żeńskim układzie rozrodczym.

Sterowanie magnetyczne zapewnia precyzyjną nawigację przez delikatne i wąskie struktury jajowodu. Konstrukcja mikrorobota to kolejna kluczowa innowacja. Ma on korpus w kształcie śruby o spiralnej strukturze, cylindryczną rurkę centralną oraz ogon w kształcie dysku. Struktura w kształcie spirali ma kluczowe znaczenie dla napędu, podczas gdy ogon w kształcie dysku pomaga ustabilizować ruch robota. Gdy śruba obraca się, generuje pole wirowe, które pomaga wypchnąć rozdrobnione zanieczyszczenia w kierunku ogona, skuteczniej usuwając zator. 

W testach mikrorobot wykazał się zarówno skutecznością, jak i wydajnością w usuwaniu symulowanego zatoru, a wir utworzony przez obracającą się śrubę wypychał zanieczyszczenia z dala od przeszkody.

Patrząc w przyszłość, zespół badawczy planuje uczynić mikrorobota mniejszym oraz bardziej zaawansowanym. Zamierzają również przetestować robota w izolowanych modelach narządów, a także włączyć systemy obrazowania in vivo, aby śledzić ruch i pozycję mikrorobota w czasie rzeczywistym. Zespół przewiduje również rozszerzenie zastosowań robota w chirurgii, w tym automatyczne systemy sterowania, które mogłyby zwiększyć skuteczność usuwania zatorów czy innych procedur medycznych.

„Ostatecznym celem jest zapewnienie bardziej skutecznego, minimalnie inwazyjnego rozwiązania dla pacjentów cierpiących na bezpłodność” powiedział Xu.