Chirurgický zázrak veľký ako semienko: Mini robot dokáže v tele operovať a meniť nástroje v sekunde
Predstav si medicínu, kde namiesto skalpelov a veľkých chirurgických rezov nastúpi miniatúrne zariadenie, ktoré tichým a maximálne šetrným spôsobom vyrieši tvoj zdravotný problém priamo vo vnútri tela. Vedci z Nanyang Technological University v Singapure (NTU Singapore) urobili obrovský krok vpred k tejto sci-fi vízii. Vyvinuli miniatúrneho robota veľkosti drobného semienka, ktorý dokáže navigovať po nerovných povrchoch a plniť päť rôznych chirurgických úloh bez akýchkoľvek káblov.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneTento unikátny mikroskopický pomocník meria len 4,4 milimetra a je ovládaný na diaľku pomocou slabých magnetických polí. Najviac fascinujúce na ňom je však to, ako rýchlo dokáže reagovať. Prepnutie medzi jeho rôznymi funkciami – od rezania až po uvoľňovanie liekov – mu zaberie menej ako jednu jedinú sekundu.
Pre modernú medicínu to predstavuje obrovský míľnik, ktorý môže zásadne zmeniť spôsob, akým sa v budúcnosti budú vykonávať minimálne invazívne zákroky.
Doterajšie pokusy s podobnými magnetickými robotmi mali zásadný háčik. Väčšina z nich dokázala vykonávať iba jednu, maximálne dve funkcie naraz, ako vyplýva z najnovšej štúdie publikovanej v prestížnom vedeckom časopise Advanced Materials. Tím pod vedením profesora Luma Guo Zhana však tento limit pokoril a vytvoril multifunkčnú platformu, ktorá otvára lekárom úplne nové možnosti priamo na operačnom stole.
Prekonanie najväčšej prekážky mikrorobotiky
Navrhnúť robota, ktorý má len niekoľko milimetrov a dokáže v sebe niesť viacero nástrojov, bola pre vedcov obrovská technologická výzva. Hlavným problémom pri takýchto malých mierkach býva to, že magnetické pole zvyčajne ovplyvní celé zariadenie naraz. Robot sa potom správa ako jeden veľký magnet a nedokáže hýbať jednotlivými časťami nezávesle. Výskumníci z NTU tento problém vyriešili mimoriadne elegantne.
Telo robota vyrobili z mäkkých, flexibilných silikónových materiálov (konkrétne PDMS a Ecoflex), do ktorých vmiešali magnetické mikročastice s veľkosťou iba 5 mikrometrov. Srdcom celého mechanizmu je špeciálny magnetický modul, ktorý dokážu vedci v zlomku sekundy preprogramovať – teda zmeniť smer jeho magnetizácie.
Každá špecifická orientácia magnetického poľa aktivuje inú časť robota, pričom ostatné časti zostávajú úplne nehybné. To umožňuje precízne ovládať jednotlivé nástroje bez toho, aby dochádzalo k nechceným pohybom zvyšku konštrukcie.
Okres toho výskumníci pridali robotovi takzvaný šiesty stupeň voľnosti. Kým bežné mikro-roboty sa dokážu pohybovať len v troch osiach a otáčať v dvoch smeroch, tento singapurský vynález dokáže navyše rotovať okolo svojej vlastnej pozdĺžnej osi. Tento detail je kľúčový, keď sa potrebuje tesne navigovať v úzkych, mäkkých a nepravidelných priestoroch ľudského tela, ako sú napríklad cievy alebo vnútro organických štruktúr.
Päť funkcií v jednom malom tele
Vďaka prepracovanému systému magnetického programovania dokáže tento malý zázrak vykonávať päť nesmierne dôležitých úloh. Dokáže sa autonómne pohybovať, uvoľňovať lieky presne na cielené miesto, mechanicky uchopiť a bezpečne uskladniť vzorky tkanív pre biopsiu, aktivovať miniatúrnu čepeľ na rezanie biologických štruktúr a v neposlednom rade generovať lokálne teplo.
Práve generovanie tepla vyvoláva veľký záujem onkológov. Keď vedci vystavia robota vysokofrekvenčnému striedavému magnetickému polu, magnetické materiály vo vnútri zariadenia začnú vyžarovať teplo. Táto metóda, známa ako magnetická hypertermia, sa v súčasnosti intenzívne skúma ako efektívny spôsob ničenia rakovinových buniek priamo v nádoroch bez poškodenia okolitého zdravého tkaniva.
Úspešné testy a skvelá biokompatibilita
Vedci nenechali nič na náhodu a schopnosti robota otestovali v laboratórnych podmienkach na biologických modeloch, vrátane kuracej pečene a špeciálnych želatínových materiálov, ktoré verne simulujú ľudské tkanivá. Robot bez problémov prerezal tkanivo, uvoľnil testovacie mikročastice simulujúce liečivo, úspešne uchopil vzorku a vygeneroval potrebné teplo na presne určenom mieste.
Mimoriadne dôležitou otázkou pri akomkoľvek objave v biomedicíne je bezpečnosť materiálov pre ľudské telo. Výskumný tím preto podrobil materiály robota prísnym testom biokompatibility na ľudských kožných bunkách. Výsledky boli ohromujúce – viac ako 99 percent buniek prežilo kontakt s materiálmi robota bez akejkoľvek ujmy. To dokazuje, že použité silikóny a magnetické mikročastice sú pre ľudský organizmus netoxické a bezpečné.
Budúcnosť bez jaziev a bolesti
Vývoj tohto mikrobota trval tímu celých sedem rokov, no výsledok jednoznačne stojí za to. Na rozdiel od iných tekutých či slizkých robotov má tento pevné, no flexibilné telo, čo zjednodušuje jeho ovládanie a najmä uľahčuje jeho bezpečné vybratie z tela pacienta po dokončení zákroku. Vedci už podali patentovú prihlášku a momentálne pracujú na integrácii robota s modernými zobrazovacími a senzorovými systémami, aby ho lekári mohli počas operácie detailne sledovať na monitoroch.
Hoci nás od reálneho nasadenia v nemocniciach delí ešte niekoľko rokov klinických testov, táto technológia má potenciál nahradiť mnohé tradičné, invazívne chirurgické zákroky. Sme svedkami príchodu éry, kedy ťažké operácie nebudú sprevádzané jazvami a dlhou rekonvalescenciou, ale len prehltnutím či zavedením mikroskopického pomocníka, ktorý všetku ťažkú prácu odvedie ticho a bezbolestne.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneČítajte viac z kategórie: Umelá inteligencia / AI
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Astronómovia pustili AI k riadeniu teleskopu. Svojím prvým rozhodnutím ich poriadne prekvapila

Nový trend si vyžiadal krutú daň. Amazon stavia obrovskú plynovú elektráreň

Kedy je výhodné vymeniť staré auto za elektromobil? Veda má jasný výpočet

Internet sa otriasa v základoch. EÚ zaviedla historické pravidlá pre AI, hrozia miliónové pokuty

OpenAI chce poslať klávesnice do minulosti. Prvé tajomné zariadenia majú prísť čoskoro
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Zomrela ikona slovenského vinárstva. Jeho víno preslávilo Slovensko, za fľašu ľudia ochotne dali aj 600 eur

Tŕpnutie končatín či rozmazané videnie oznamujú nástup obávanej diagnózy. Rozhodujúce sú prvé mesiace od prejavov

Na jednom z najväčších európskych letísk sa objavila malária: Hlásia viacero nakazených aj obete

8 607 eur od štátu a ďalšie peniaze navyše ako vreckové. Stačí splniť niekoľko podmienok

Čierna zapáchajúca voda vytiekla priamo medzi dovolenkárov. Pláž v obľúbenom tureckom letovisku čelí škandálu
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Rusko chystá energetický prevrat. Rozbehlo sériovú výrobu jadrových reaktorov, už ich má 15
- Slováci vo veľkom kupujú výhodné a lacné SUV. Za 23-tisíc dostaneš 170 koní a bohatú výbavu
- Vedci našli vrak rímskej lode starý 2 200 rokov. Ostali šokovaní keď zistili, aký chemický recept chránil
- Európa s Čínou vytiahli nečakanú zbraň proti slnečným búrkam. Uvidia to, čo bolo doteraz neviditeľné
- Fyzici to dlho považovali za nemožné. CERN posunul hranice vedy, vytvorili hmotu z počiatkov vesmíru
-
- Rusko chystá energetický prevrat. Rozbehlo sériovú výrobu jadrových reaktorov, už ich má 15
- Prepadák roka je online obrovským hitom. Dá sa pozrieť aj zadarmo
- Zbalíš ju do batoha a je prekvapivo lacná. Táto prenosná veterná turbína má výkon až 75 W
- Číňania ukázali elektromobil, aký Európa zatiaľ nemá. Dá cez 1 000 km a stojí okolo 32-tisíc eur
- Majitelia elektromobilov dostali nový spôsob, ako na aute zarábať. Stačí urobiť jednoduchú vec
-
- Rusko chystá energetický prevrat. Rozbehlo sériovú výrobu jadrových reaktorov, už ich má 15
- Už 80 týždňov patrí medzi najsledovanejšie filmy. Akčné prekvapenie 2025 neprestáva udivovať
- Číňania ukázali elektromobil, aký Európa zatiaľ nemá. Dá cez 1 000 km a stojí okolo 32-tisíc eur
- Za 2 eurá 1 500 filmov. Unikátna služba na Slovensku ponúka akciu s doživotnou zľavou
- Majitelia elektromobilov dostali nový spôsob, ako na aute zarábať. Stačí urobiť jednoduchú vec
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
Ojazdené autá na Slovensku citeľne zdraželi. Priemerná cena stúpla, mení sa aj ponuka
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Zomrela ikona slovenského vinárstva. Jeho víno preslávilo Slovensko, za fľašu ľudia ochotne dali aj 600 eur

Tŕpnutie končatín či rozmazané videnie oznamujú nástup obávanej diagnózy. Rozhodujúce sú prvé mesiace od prejavov

Na jednom z najväčších európskych letísk sa objavila malária: Hlásia viacero nakazených aj obete

8 607 eur od štátu a ďalšie peniaze navyše ako vreckové. Stačí splniť niekoľko podmienok

