Przyszłość chirurgii to roboty rozmiarów tabletki, które po połknięciu dotrą do chorego miejsca w organizmie człowieka i zoperują, co trzeba. Grudniowy raport Instytutu Robotyki i Systemów Inteligentnych ETH Zurich przedstawia, jak takie bioroboty będą kiedyś funkcjonować.
Nad projektowaniem mikromaszyn medycznych pracują eksperci od robotyki z czterech najbardziej zaawansowanych technologicznie instytutów naukowych Europy: z Włoch, Francji, Hiszpanii i Szwajcarii.
Wszystkie one biorą udział w nadzorowanym przez UE projekcie ARES. Jednym z jego warunków jest założenie, że mikroroboty nie mogą być większe niż typowa pigułka, tak aby na początek można było je wykorzystywać do tak przykrych dla pacjenta badań jak gastroskopia czy biopsja narządów.
Kamery wizyjne rozmiarów pastylki istnieją już od siedmiu lat i są używane z powodzeniem w przygotowywaniu operacji przewodu pokarmowego. Taka kamera ma jednak charakter pasywny i jej ruch nie może być kontrolowany przez lekarza.
Mikrokamera przechodzi przez jelita, wykonując tysiące zdjęć, które mogą być następnie analizowane przez chirurga. To jednak niebawem się zmieni, gdyż specjaliści europejscy z projektu ARES już skonstruowali mikrorobota wyposażonego w mechaniczne odnóża (podobne do owadzich), które "pigułce" pozwalają spacerować np. po wewnętrznych ścianach żołądka.
Druga grupa uczonych pracuje nad stworzeniem mikro-urządzenia do biopsji, które może dotrzeć do uszkodzonego miejsca i precyzyjnie pobrać próbkę tkanki.
Największym problemem jest miniaturyzacja układów elektronicznych i zasilania. Objętość tej części aparatu nie może przekraczać bowiem kilku milimetrów sześciennych. Mimo to i tak bateria dla kamery zajmuje 60 proc. pojemności kapsułki.
Zdaniem Zoltana Nagy z Instytutu Robotyki i Systemów Inteligentnych pacjent szpitala przyszłości będzie łykał nie jedną pastylkę robota, ale kilka naraz. Każda z mikromaszyn będzie wyspecjalizowana w wykonywaniu konkretnej czynności diagnostycznej lub terapeutycznej.
Roboty będą mogły także łączyć się magnetycznymi zaczepami i tworzyć większe, ale i bardziej wyrafinowane oraz funkcjonalne maszyny. Nagy już zaprojektował metodę scalania się robotów np. w żołądku człowieka. Robot połączony w większą maszynę przypomina mechanicznego węża zabawkę.
Cały system zaczepów był już testowany w sztucznym żołądku, wykazując 75-procentową skuteczność działania. Inżynierowie z instytutu w Zurichu zastrzegają, że do zastosowania mikrorobotów chirurgicznych w leczeniu ludzi jeszcze droga daleka.
Przed testami na ludziach badacze muszą być całkowicie pewni, że magnetyczne zamki nie będą ranić wewnętrznych ścianek przewodu pokarmowego. System musi też umieć się rozłączyć skutecznie na komendę.
- Zaprezentowałem jedną z możliwości samodzielnego łączenia się robota chirurgicznego. Dzisiaj niemożliwym jest przewidzieć, które z rozwiązań uzyska praktyczną akceptację w przyszłości - mówi Zoltan Nagy z ETH w Zurichu.
Zobacz też
Źródło: Adam Synowiec