走进科学
可以在血管中穿梭的机器人
近日，麻省理工大学的工程师在《机器人科学》杂志上发表文章称，他们发明了一种线状机器人。这种线状机器人拥有磁性内部结构和一种“不断生长”的减摩水凝胶，可以在身体和大脑的血管结构等“复杂和受限”的环境中无缝滑行。当将其与目前使用的血管内技术相结合时，它会使医生能够快速治疗难以触及的阻塞和脑部损伤，比如动脉瘤或中风。
麻省理工大学的副教授赵和在一份声明中说道：“在美国，中风是第五大死因，也是导致残疾的主要原因。如果急性中风能够在最初的90分钟内得到治疗，患者的生存率可能会显著提高。如果我们能够设计一种设备，在这个‘黄金时间’内疏通堵塞的血管，我们就有可能避免永久性脑损伤。”
目前，血管堵塞的治疗方法还是使用艰难的微创手术。为了清除大脑中的血块，外科医生用一根细细的导线穿过身体的主动脉，通常是从腿部或腹股沟开始。然后，医生使用放射荧光镜拍摄照片和X光片，帮助引导导线进入大脑。然后，要么通过导管输送降低血栓的药物，要么用一个装置取出血栓。这一过程十分繁重，需要经过特殊训练的医生花很长时间才能完成。
首尔国立大学的机械工程学教授周秋瑾表示：“这项外科手术面临的挑战之一是穿过大脑中复杂的血管，而这些血管的直径非常小，商用导管无法到达。这项研究已经展示了克服这一难题的潜力，而且不需要开刀就可以在大脑中进行手术。”
这种机器人的水凝胶外壳可以保持其表面的光滑度，大幅度减少摩擦，而第二层的磁性材料可以让外科医生在手术室外操纵它们，减少所受到的辐射。它的核心是镍钛合金，一种可弯曲并能够恢复其自然形状的材料，其直径都在几百微米以下。
该研究的作者写道：“鉴于它们十分紧凑、操作直观，这种铁磁性软连续体机器人可能为以前无法进入的病变开辟微创机器人手术的道路，从而解决医疗保健领域的挑战和未满足的需求。”
研究人员在一个1比1的大脑血管硅胶模型上测试了这项技术，模型中包括真实的血栓、动脉瘤和类似血液的液体。虽然这些试验的结果很不错，但它们是在操作者的眼皮底下进行的，而不是在进入人体这样困难的条件下进行的。此外，磁力操纵是通过调整单个永磁体的位置来完成的，而不是模仿手术室中使用的方式。无论如何，研究人员表示他们的工作可能在不久的将来提供一个更有效和更简单的治疗方法。