211service.com
Contrôler la position d'un Gut Bot
Au cours des dernières années, les chercheurs en médecine ont essayé de développer des moyens de scruter sans douleur à l'intérieur du corps humain, d'un capteur avalable à une capsule de capture d'images à commande magnétique. Aujourd'hui, un groupe de l'Université Carnegie Mellon (CMU) a montré qu'un minuscule robot à capsule est suffisamment adhésif pour s'ancrer à l'intérieur d'un intestin et pourtant suffisamment doux pour ne pas déchirer les tissus mous.
Ancrage robot-capsule : Un premier prototype de la capsule-robot s'ancre à l'intérieur d'un tube transparent, imitant la façon dont il se collerait dans l'œsophage.
Le robot d'ancrage serait avalé comme une pilule normale et se déplacerait dans le corps jusqu'à ce qu'il atteigne l'intestin. Ensuite, un médecin, à l'aide d'une commande sans fil, dirait au robot quand étendre ses jambes et s'ancrer. Ce serait bon non seulement pour la capture d'images, mais aussi potentiellement pour les biopsies, l'administration de médicaments, le traitement thermique et d'autres applications de traitement.
Alors que les médecins utilisent depuis plusieurs années une pilule photographique qui transmet des images des intestins, pouvoir contrôler le mouvement d'un tel appareil aurait de nombreux avantages, explique Mark Schattner , gastro-entérologue au Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, qui n'a pas participé aux travaux. L'utilisation numéro un serait la biopsie, dit Schattner. L'autre serait le contrôle des saignements – si vous pouviez cautériser ou laser une source de saignement, ce serait [une] utilisation thérapeutique majeure. Bien que le robot CMU ne soit pas encore prêt pour de telles utilisations, sa capacité à s'ancrer en toute sécurité dans le corps est la première étape vers la réalisation d'applications plus avancées.
L'astuce pour fabriquer le robot était de trouver un adhésif qui collerait à plusieurs reprises aux tissus comme les surfaces des intestins, de l'œsophage, de l'estomac, du cœur et des reins, dit Metin Sitti , professeur et chercheur principal du Laboratoire de nanorobotique à la CMU. Bien qu'il existe des adhésifs biomédicaux puissants, ils adhèrent une fois et ne peuvent pas être retirés. D'autres tentatives pour créer des adhésifs amovibles ont utilisé des pinces et des crochets, ce qui pourrait potentiellement endommager les tissus. En développant un adhésif puissant qui peut s'attacher et se rattacher plusieurs fois, Sitti espère construire un robot qui peut réellement ramper à l'intérieur du corps humain à des fins thérapeutiques sans causer de dommages.
Multimédia
Cliquez ici pour regarder une vidéo de la capsule du robot ancrant et étendant ses jambes.
Sitti et son groupe de laboratoire se sont penchés sur les coléoptères, qui sécrètent des liquides semblables à de l'huile le long des poils de leurs pieds afin de coller solidement aux surfaces. Ils ont enduit les pieds de leur robot d'un liquide tout aussi visqueux pour aider à obtenir plus d'adhérence en leur donnant une composante de tension de surface, explique Sitti. En plus d'augmenter les forces capillaires et intermoléculaires, les sécrétions aident les pieds à adhérer aux surfaces rugueuses en comblant les espaces, ajoute-t-il.
Le groupe a attaché trois pattes robotiques à une caméra capsule standard et a recouvert les fibres microscopiques des coussinets d'adhérence avec de l'huile de silicone biocompatible. Le robot capsule mesure un centimètre de diamètre et trois centimètres de longueur, avec des pieds de 1,5 centimètre de long qui s'ouvrent à la demande et s'enfoncent dans la surface du tissu pour augmenter la friction et ancrer l'appareil, explique Sitti. Dans un article récent publié dans le Journal of Adhesion Science and Technology , Sitti a montré que l'huile augmentait l'adhérence jusqu'à 25 pour cent par rapport à une tentative à sec sur une surface lisse. Sur une surface légèrement rugueuse, la couche huileuse a amélioré l'adhérence de près de 6 fois. Récemment, l'équipe a démontré que le robot capsule peut s'ancrer avec succès sur des intestins d'animaux in vitro, explique Sitti, ainsi que sur un œsophage animal.
De toute évidence, une capsule que vous pouvez contrôler en temps réel sera la prochaine avancée majeure pour les systèmes à base de capsules, déclare Schattner. La technologie actuelle des capsules n'est pas contrôlable : vous êtes à la merci de ce que fait le corps. La seule chose que vous pouvez faire est l'image. Vous ne pouvez rien faire de thérapeutique. Les médecins ont utilisé les capsules pour imager l'œsophage, le côlon et, principalement, l'intestin grêle.
Le groupe de Sitti imite également les pieds de gecko. Les geckos ont des poils inclinés sur leurs pattes qui leur permettent de tirer dans une direction pour adhérer plus solidement et dans une autre direction pour se détacher. Nous avons fabriqué des fibres inclinées [où] dans un sens, le frottement est très élevé et dans l'autre sens, il est faible, explique Sitti. Le groupe prévoit de placer les fibres coudées sur le robot capsule à l'avenir.