小创伤,更精确的手术,由磁针完成
想象一下,一根小小的、不系绳的针可以通过一个比针孔还小的切口进入人体,进行活组织检查、缝合伤口,甚至直接向肿瘤输送抗癌化疗。由外部施加的磁力控制——没有附加的,引导线,或人类或机器人的手——这些微小的工具预示着未来更精确,更安全,更少侵入性的手术,专家说。
但有一个问题:随着设备越来越小,它们对噪声的响应也越来越小磁力使它们移动并控制航向。
约翰霍普金斯大学惠廷工程学院机械工程助理教授阿克塞尔·克里格说:“这些极小的工具有可能彻底改变医学,但任何接触过磁铁的人都知道,尺寸很重要。”“手术工具越小,手术的侵入性越小,但设备对磁力的响应也越弱。我们面临的最大挑战之一是,如何确保这些微型工具能够以足够的力量移动,穿透组织,完成它们的工作。”
克里格和来自约翰·霍普金斯工程学院、马里兰大学和达特茅斯-希区柯克医疗中心的工程师团队找到了解决方案:一种内置小磁铁的手术针,当受到外力刺激时,它会从针的一端滑到另一端,敲击坚硬的钢板,提供足够的力量穿透组织。他们称他们的设备为“脉冲驱动碰撞组织穿刺针”,简称MPACT-Needle。
该团队的研究,描述了首次证明无栓磁针可以强大到足以完成手术,出现在先进的智能系统.在他们的实验中,克里格和他的团队将一根细长的缝合材料线连接到针上,使用一个连接到计算机的操纵杆发送命令,使MPACT-Needle能够对兔子的角膜样本进行手术缝合。
“我们证明,这些微小的磁针可以有足够强的力量,在侵入性有限的情况下进行精细的手术,”研究负责人、约翰霍普金斯大学机械工程博士后Onder Erin说。“我可以想象有一天,我们的设备也会被用于进行活组织检查,甚至直接为肿瘤提供治疗和化疗。”
该团队的下一步是开发更好、更精确的运动控制算法,配备成像模式,以精确控制设备的运动,使手术和程序更安全。
团队成员说,如果这项技术取得成功,他们的新磁针将有可能进入人体难以触及的脆弱部位,例如胆管例如,将药物直接输送到肿瘤,提取活检样本,或快速有效地缝合伤口以阻止内出血。
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