Vanderbilto tyrėjai sukūrė technologiją, skirtą kūno skysčių mėginiams imti vingiuotose ir siaurose erdvėse, dėl kurių galima anksti nustatyti tokias ligas kaip vėžys.
Tyrimas, kuriam vadovavo Xiaoguang Dong, mechanikos ir biomedicinos inžinerijos docentas, ir jo komanda neseniai buvo pristatyti Mokslo pažanga.
Kūno skysčiai, tokie kaip kraujas, kasos sultys, šlapimas ir gleivės, yra daug informacijos apie cheminę sudėtį, biologinius žymenis, bakterijų kolonijas ir kitus svarbius komponentus. Ši informacija padeda mokslininkams suprasti įvairių ligų, tokių kaip vėžys, mechanizmą ir sekti pacientų sveikatos būklę.
Norint surinkti šiuos skysčius, belaidžiai mobilūs milimetrų skalės robotai yra veiksmingi naršydami uždarose erdvėse dėl savo mažo dydžio ir judrios judėjimo. Tačiau tokiuose įrenginiuose trūksta skysčių mėginių ėmimo funkcijos, nes nėra veiksmingų paleidimo ir sandarinimo mechanizmų esant mažoms skalėms.
Dongas ir jo komanda išsprendė šią problemą kurdami milimetro mastelio minkštąsias kapsules, kuriose yra hidrogelio ir elastomero hibridai, valdomi išorinių magnetinių laukų. Tyrėjai teigė, kad tokius prietaisus galima pristatyti ir paimti plonu kateteriu ir tinkamai judėti vamzdinėse struktūrose, neprieinamose kateteriams. Minkštos kapsulės turi specialiai padengtą drėkinimo savybę, leidžiančią efektyviai pumpuoti skysčius į vidų.
Sujungus pareikalavusį paleidimo, mėginių ėmimo ir sandarinimo mechanizmą bei judrią grupės judėjimą, mokslininkai galėjo demonstruoti tikslų minkštųjų kapsulių valdymą, naršymą ir kūno skysčių mėginių ėmimą fantominiame ir gyvūno organe ex vivo, vadovaujant ultragarsu ir X. – spindulinis medicininis vaizdas.
„Šiame darbe pristatytos milimetro skalės minkštos kapsulės atveria galimybes minimaliai invazinei ir tikslinei skysčių biopsijai uždarose erdvėse, tokiose kaip kasos latakas, leidžia anksti diagnozuoti ligą ir suteikia įžvalgų apie ligos vystymąsi imant mėginius, paimant ir analizuojant daugybę cheminių medžiagų. organuose“, – sakė Dongas, kuris taip pat yra pagrindinis Vanderbilto chirurgijos ir inžinerijos instituto (VISE) narys.
Dongas planuoja vykdyti projektą „Belaidžiu būdu įjungiamas ciliarinis stentas minimaliai invaziniam blakstienų disfunkcijos gydymui“.
Projektu siekiama sukurti implantuojamus kvėpavimo takų stentus su integruotomis dirbtinėmis blakstienomis, kad būtų išvengta esamų stentų apribojimų, tokių kaip audinių įaugimas ir blakstienų pažeidimas, ir būtų galima minimaliai invaziniu būdu pašalinti gleivių perteklių kvėpavimo takuose. Ši naujovė sprendžia dabartines problemas, susijusias su pernelyg dideliu gleivių kaupimu pacientams, kuriems yra centrinių kvėpavimo takų obstrukcija dėl lėtinės obstrukcinės plaučių ligos (LOPL), plaučių vėžio, cistinės fibrozės ir kitų plaučių ligų.