Такие мягкие-мягкие...роботы

Ученые Университета ИТМО предложили лечить тромбоз с помощью мягких роботов, управляемых магнитным полем. Новый метод безопаснее аналогов — в будущем он позволит снизить вмешательства в организм и «защитить» внутренние стенки сосудов от повреждений, что, в свою очередь, уменьшит вероятность образования новых тромбов. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces и на портале «Научная Россия»¹.

Ученые ИТМО работают над щадящим и эффективным методом удаления тромбов — с помощью мягких роботов, форма и движение которых «программируются» магнитным полем. Это биосовместимая эластомерная матрица 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 позволяют им без затруднений передвигаться по глубоким венам. Роботов планируем вводить в сосуд в виде мягкой полоски, но под воздействием вращающегося магнитного поля они будут преобразовываться в спираль. Эта спираль “подбирается” к тромбу и, как своеобразный буравчик, “накручивает” сгусток. Зацепив его, она также под влиянием магнитного поля возвращается назад. Дальше остается лишь извлечь робота с захваченным тромбом из сосуда», - рассказывает Анна Пожиткова, инженер Международного научного центра SCAMT ИТМО.

Мягкие роботы уже успешно показали себя в исследованиях in vitro: ученые помещали их в стеклянную трубку диаметром, как у вены, и потоком жидкости, вязкость которой похожа на вязкость крови, а в качестве сгустков использовали фибриновые (медицинские) тромбы. Процесс перепрограммирования, превращение роботов в движущуюся в жидкости спираль, запускали и контролировали с помощью магнитной установки, способной генерировать магнитные поля в разных направлениях.

«Структура материала и возможность управлять роботами вращающимися магнитными полями 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», - дополняет Анна Пожиткова.

По словам ученых, полученные результаты — начальный этап в создании малоинвазивного метода лечения тромбоза.