脳動脈瘤と脳腫瘍は、年間 750,000 人以上が死亡する生命を脅かす病気です。
血流を止める塞栓術は最初の治療法の 1 つです。 この低侵襲処置は通常、カテーテルを大腿動脈に挿入し、血管内を移動させて標的部位に到達し、血管を封鎖する塞栓剤が送達されることによって行われます。
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しかし、この方法は「複雑な神経血管ネットワークではカテーテルの操縦性が低いため、制限されることが多い」と研究者らは水曜日、査読誌サイエンス・ロボティクスに掲載された論文で述べた。
彼らは、この処置はX線下で手作業で行われるため、外科医が長時間放射線にさらされることにも注意を払った。
ロボットがカテーテルを遠隔から動かすことが提案されているが、座屈などの問題があるため、このアイデアは「依然として課題」であると彼らは述べた。
この小型ロボットは、血管の枝を遮断したり、血管の中に粒子を送り込んで腫瘍を「飢えさせる」ことによって塞栓形成を行うために使用された。 画像: サイエンス・ロボティクス
これらの問題に対処するために、武漢の華中科技大学、合肥の中国科学技術大学、上海交通大学のチームは、つながれていない磁気制御のソフトロボットを設計した。
彼らの研究では、従来のカテーテルでは到達できなかった血管枝にロボットによる塞栓術を実行できることがわかりました。
同誌副編集長のメリサ・ヤシンスキー氏は、「磁性繊維をらせん状に巻いて構成されたマイクロファイバーボットは、さまざまな容器のサイズに適合でき、外部磁場にさらされるとコルク栓抜きの推進力を発揮する」と同誌の副編集長メリサ・ヤシンスキー氏は書いている。紙。
「これらの提案されたロボットは、従来のカテーテルベースの塞栓術に代わる制御可能な代替手段を提供します。」
このロボットは非常に小さく、約0.5ミリメートルです。 伸長または凝集することで形状を変化させることができ、磁場を使用して上下に操縦することができます。
また、標的の血管に到達するには長距離を移動する必要があるため、研究チームは「臨床効果を最大化する」ためにカテーテルによる塞栓術の補助として使用することを提案した。
カテーテルを使用してターゲットに近づき、ロボットはカテーテルを介して血管に注入され、X線画像を使用して目的地に向けて操縦されます。
「マイクロファイバーボットが間違った分岐容器に入った場合でも、正しい方向に簡単に方向を変えることができます」と研究チームは書いている。
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ロボットが標的に到達すると、2 つの方法で塞栓形成を実行できます。
血管枝の中で凝集して緊密な形状を形成し、血液供給を遮断することがあります。 これにより、動脈瘤からの出血が減少し、脳腫瘍への血流が止まる可能性があります。
研究者らは、他のロボットを誘導する磁場によって集合ロボットが動かされることがないため、この治療に複数のロボットを使用することが可能であると述べた。
脳腫瘍の塞栓形成は、粒子を血管枝に送り込んで凝集させ、「迅速な除去のために腫瘍を枯渇させる」ことによっても行うことができます。 同論文によると、腫瘍への血流を遮断すると腫瘍の増殖が止まり、細胞を殺すことで腫瘍を縮小させることもできるという。
このタイプの塞栓では、粒子が標的の枝に放出される前に「健康な」血管を遮断するためにロボットが使用されます。 完了したら、ロボットを健全なブランチから削除できます。
モデルの船舶システムでのテストで、研究チームは、健全なブランチ内のデュアルロボットの粒子遮断率が最大 88% であることを発見しました。
ロボットはウサギの後肢でもテストされました。 塞栓形成から3週間後、ロボットは血流を遮断し続け、ウサギの臓器の検査では「炎症や病理学的異常は見られなかった」と研究者らは述べた。
彼らは、ロボットは「まだ初期段階」にあり、さまざまなロボットのサイズ、素材、超音波などのロボットを誘導する位置決めシステムを使用してさらなるテストが必要であると警告した。
しかし彼らは、このデバイスには可能性があると結論付けました。 「当社の磁性ソフトマイクロファイバーロボットが将来、脳動脈瘤や脳腫瘍のアンテザードロボット塞栓術への道を開くことを我々は構想している」と論文は述べている。
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2024-02-24 08:00:16