Разработана магнитная игла для менее инвазивной и более точной хирургии
Представьте себе крошечную иглу, которая может войти в тело через разрез размером не больше булавочного укола, чтобы провести биопсию, закрыть раны и даже доставить химиотерапию для борьбы с раком прямо в опухоль. По словам экспертов, эти миниатюрные инструменты, управляемые внешними магнитными силами, без прикрепленных направляющих проводов, человеческих или роботизированных рук, обещают будущее более точной, безопасной и гораздо менее инвазивной хирургии.
Но есть одна загвоздка: по мере того, как приборы становятся меньше, растет и их реакция на магнитные силы, которые заставляют их двигаться и направлять свой курс.
“Эти чрезвычайно маленькие инструменты могут произвести революцию в медицине, но, как известно каждому, кто играл с магнитами, размер имеет значение. Чем меньше хирургический инструмент, тем менее инвазивна операция, но и тем слабее реакция устройства на магнитную силу. Одна из самых больших проблем, с которой мы сталкиваемся, — как сделать так, чтобы эти мини-инструменты можно было перемещать с силой, достаточной для проникновения в ткани и выполнения той работы, для которой они предназначены”, – рассказывает Аксель Кригер, доцент кафедры машиностроения в Уайтингской школе инженеров Джона Хопкинса.
Кригер и группа инженеров из Университета Джонса Хопкинса, Университета Мэриленда и Дартмут-Хичкокского медицинского центра нашли решение: хирургическая игла, оснащенная внутри маленькими магнитами, которые под воздействием внешних сил скользят от одного конца иглы к другому, касаясь жесткой пластины и создавая силу, достаточную для проникновения в ткань. Они назвали свое устройство “импульсным приводом для иглы, проникающей в ткани” или иглой MPACT.
Исследование команды, описывающее первую в истории демонстрацию того, что отсоединенные магнитные иглы могут быть достаточно сильными для проведения хирургических операций, опубликовано в журнале Advanced Intelligent Systems.
Для проведения экспериментов Кригер и его команда подсоединили к игле тонкую нить шовного материала, используя джойстик, подключенный к компьютеру, для подачи команд, которые позволили игле MPACT наложить хирургические швы на образец роговицы кролика.
Следующим шагом команды является разработка лучших, более точных алгоритмов управления движением с использованием методов визуализации, чтобы точно контролировать движение устройства, делая операции и процедуры более безопасными.
Члены команды говорят, что, если технология будет успешной, их новые магнитные иглы позволят получить доступ к труднодоступным и деликатным участкам тела, таким как желчный проток, для доставки лекарств непосредственно к опухолям, забора образцов биопсии или быстрого и эффективного зашивания раны для остановки внутреннего кровотечения.