مترجم: علي طالبي
آندوسكوپهاي انعطافپذير ميتوانند براي درمان مناطقي از بدن كه دسترسي به آنها سخت است، درون گذرگاههاي باريك به طور مارپيچ حركت كنند. با اين حال، هنگامي كه آنها به هدف خود ميرسند، اين دستگاهها براي دستكاري يا حذف بافت بر ابزار جراحي صلب و سختي متكي هستند. اين ابزارها كاهش مهارت و حساسيت جراحان را موجب شده و باعث محدود كردن قابليتهاي فعلي درماني آندوسكوپ ميشوند.
اكنون محققان يك بازوي روباتيك تركيبي صلب- نرم براي آندوسكوپي با حسگر يكپارچه، منعطف و درجه آزادي چندگانه توليد كردهاند. اين بازو - ساخته شده با استفاده از يك پارادايم توليد بر اساس ساخت pop- up (باز- شو) و ليتوگرافي نرم- تا زماني كه به نقطه مورد نظر ميرسد، به طور مسطح روي آندوسكوپ قرار ميگيرد و سپس براي كمك به روشهاي جراحي باز ميشود.
اين تحقيق در فناوريهاي مواد پيشرفته، توصيف شده است. روباتهاي نرم براي كاربردهاي جراحي بسيار اميدواركننده هستند، زيرا ميتوانند سختي بدن را مطابقت دهند، به اين معني كه آنها به طور تصادفي بافت را سوراخ يا پاره نخواهند كرد. با اين حال، در مقياسهاي كوچك، مواد نرم نميتوانند نيروي كافي براي انجام كارهاي جراحي ايجاد كنند.
«در مقياس ميليمتري، يك ابزار نرم، آنقدر نرم ميشود كه نميتواند به بافت آسيب برساند، همچنين نميتواند بافت را به شيوه معنيداري دستكاري كند». اين موضوع، استفاده از ميكروسيستمهاي نرم براي انجام درمان را محدود ميكند. سؤال اين است كه چگونه ميتوانيم روباتهاي نرمي را توسعه دهيم كه بدون از بين بردن ايمني، هنوز قادر به توليد نيروهاي لازم باشند.»
محققان با الهام از زيستشناسي، يك مدل تركيبي را ايجاد كردند كه از يك اسكلت صلب احاطه شده با مواد نرم، استفاده ميكرد. روش توليد بر روي كارهاي قبلي در ساخت، الهام گرفته از اوريگامي، ساخت باز- شو توسعه داده شده بود، متمركز شد. تكنيكهاي توليد باز- شو قبلي متكي به روشهاي راهاندازي هستند كه نياز به ولتاژ بالا يا دماي بالا براي عمليات دارند و اين موضوع در يك ابزار جراحي كه مستقيماً بافتها و ارگانهاي بيولوژيكي را دستكاري ميكند، ايمن نخواهد بود.
اين تيم، محركهاي نرم را درون سيستم باز- شو ادغام كرد. محركهاي نرم با آب كار ميكنند. آنها به اجزاي صلب با پيوند شيميايي غيرقابل برگشت، بدون نياز به هيچ چسبي، متصل هستند. تيم ادغام حسگر خازني ساده را انجام داد كه ميتواند براي اندازهگيري نيروهاي وارده بر بافت مورد استفاده قرار گيرد و به جراح اين حس را بدهد كه بازو كجاست و چگونه حركت ميكند. روش ساختوساز اجازه توليد انبوه را ميدهد كه براي دستگاههاي پزشكي مهم است، همچنين اجازه افزايش سطح پيچيدگي براي احساس يا تحريك بيشتر را ميدهد. علاوه بر اين، تمام مواد مورد استفاده زيست سازگار ميباشد.
محققان معتقدند «ما روي برخي از تكنيكهاي آندوسكوپي كه بيشتر چالشبرانگيز هستند تمركز ميكنيم، جايي كه چابكي ابزار و بازخورد حسگر حياتي هستند و به طور بالقوه ميتوانند تفاوت ميان موفقيت و شكست را شكل دهند.»
محققان نشان دادند كه ميتوان مقياس اين دستگاه را تا يك ميليمتر كاهش داد كه اجازه ميدهد از آن حتي در كاربردهاي آندوسكوپي تنگتري، مانند ريهها يا مغز استفاده كرد. در واقع تكنولوژي راه را براي طراحي و توسعه روباتهاي كوچكتر، هوشمندتر و نرمتر براي كاربردهاي بيو پزشكي آماده ميكند.
منبع: ساينس ديلي