Newsy

Zmiennokształtne roboty mogą zrewolucjonizować medycynę. Pojawią się nowe możliwości małoinwazyjnych metod leczenia

2023-02-23  |  06:25
Mówi:prof. Carmel Majidi
Funkcja:profesor inżynierii mechanicznej
Firma:Carnegie Mellon University, Sun Yat-Sen University

Naukowcy z Carnegie Mellon University w Pittsburghu opracowali metalowego robota, zdolnego do przechodzenia z fazy stałej w ciekłą pod wpływem temperatury. Takie urządzenie może zrewolucjonizować wiele obszarów medycyny. Robot szybko dotrze do chorych miejsc i zaaplikuje tam lek lub skutecznie i nieinwazyjnie usunie ciała obce. Naukowcy badają teraz bezpieczeństwo kontaktu zastosowanych w robocie materiałów z komórkami ludzkiego organizmu. Urządzenie może się sprawdzić również poza medycyną – na przykład w naprawianiu trudno dostępnych podzespołów w urządzeniach elektronicznych.

– Rośnie zapotrzebowanie na małoinwazyjne zabiegi chirurgiczne i diagnostykę medyczną z wykorzystaniem miękkich materiałów, które mogą zmieniać kształt, które można łatwo formować i zmieniać ich sztywność. Nasze badania opierają się na wieloletniej pracy nie tylko moich współpracowników z Chin, ale badaczy z całego świata, zajmujących się opracowaniem reagujących na pole magnetyczne miękkich układów o niewielkich rozmiarach mających zastosowanie w medycynie – mówi w wywiadzie dla agencji Newseria Innowacje Carmel Majidi, profesor inżynierii mechanicznej w Carnegie Mellon University i Sun Yat-sen University.

Stworzony przez naukowców zmiennokształtny robot powstał z inspiracji organizmami strzykw, morskich bezkręgowców, które potrafią zmieniać sztywność swojego ciała – z twardego na bardzo miękki i wiotki. Innowacyjne urządzenie jest wykonane z galu, który topnieje w niskiej temperaturze, i mikrocząsteczek magnetycznych. Można je wykorzystać w medycynie, zwłaszcza do usuwania ciał obcych na przykład z żołądka, czy podawania leków bezpośrednio do miejsca wchłaniania lub do miejsca zmienionego chorobowo.

Można sobie wyobrazić także inne zastosowania, takie jak przeprowadzanie biopsji czy badań diagnostycznych – wymienia prof. Carmel Majidi.

Gal topnieje w temperaturze 29,8 st. Celsjusza. W kontakcie z ciepłotą ludzkiego ciała będzie więc łatwo przechodził w fazę ciekłą. Cząsteczki magnetyczne mają za zadanie sprawić, aby zmianą kształtu urządzenia można było sterować za pomocą pola magnetycznego. Można zastosować do tego magnes stały lub elektromagnes, który wysyła fale magnetyczne do substancji, wpływając na jej kształt i ruch. Stworzony przez badaczy robot może się poruszać z prędkością około 15 cm/s, a w fazie stałej przenosić ciężary o masie nawet 30-krotnie większej niż własna. Testowany w modelu żołądka robot, będąc w fazie ciekłej, owijał się wokół ciała obcego, po czym bezpiecznie wyprowadzał je poza narząd. W odwrotnym procesie urządzenie dostarczało ładunek, co obrazuje potencjał związany z dostarczaniem leku.

– Moja grupa badawcza obecnie zajmuje się bezpieczeństwem i biozgodnością tych materiałów z tkankami ludzkimi. Proponujemy ich wykorzystanie w medycynie, ale najpierw musimy potwierdzić, że nie będą one reagować z tkankami w sposób niebezpieczny lub niekorzystny. Trzeba je przebadać pod kątem toksyczności i wpływu na śmierć komórek – zastrzega ekspert.

Zmiennokształtne roboty mogą być przydatne również jako narzędzia inżynieryjne. Naukowcy zademonstrowali między innymi, jak płynna postać robota może stać się uniwersalną śrubą do zastosowania w trudno dostępnych miejscach. Działa ona, wpływając do gniazda śruby, a następnie w niej krzepnąc. Urządzenia takie jak to opracowane przez zespół profesora Majidi będzie można sklasyfikować jako segment rynku robotyki miękkiej. Ten, według Allied Market Resarch, w 2019 roku osiągnął obroty w wysokości niemal 600 mln dol. Do 2027 roku jego wartość wzrośnie do 3,41 mld dol.

– Istnieje jeszcze jeden niezwykle interesujący obszar zastosowania tych materiałów – w miękkich, rozciągliwych, odpornych na uszkodzenia i samonaprawialnych urządzeniach elektronicznych. Ponieważ elektronika i komputery stają się coraz powszechniejsze w codziennym życiu, idzie za tym coraz większe zapotrzebowanie na urządzenia elektroniczne o wytrzymałości podobnej do tkanek nerwowych i skóry. Materiały te powinny być nie tylko miękkie i zmiennokształtne, dobrze tolerowane przez organizm i sprawdzać się w styczności z innymi przedmiotami, ale także mieć zdolność regeneracji w przypadku uszkodzenia – wskazuje naukowiec.

Czytaj także

Transmisje online

Kalendarium

Więcej ważnych informacji

Konferencja - Diagnostyka molekularna w leczeniu nowotworów

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Konsument

Z zamrożenia cen energii skorzysta w tym roku 8 mln gospodarstw domowych. Część z nich ma miesiąc na złożenie wniosku [DEPESZA]

Rolnicy, osoby z niepełnosprawnościami oraz posiadacze Karty Dużej Rodziny muszą pamiętać, że jeszcze tylko do końca czerwca br. mają czas na złożenie wniosków umożliwiających skorzystanie w tym roku z preferencyjnych rozliczeń cen energii ujętych w Tarczy Solidarnościowej. – Wszyscy sprzedawcy udostępniają takie wnioski na swoich stronach internetowych. Należy się jednak spieszyć, ponieważ ostateczny termin mija już za kilka tygodni – podkreśla Włodzimierz Cupryszak, ekspert ds. regulacji Polskiego Komitetu Energii Elektrycznej. Jak wskazuje, pozostałe gospodarstwa domowe nie muszą dopełniać żadnych dodatkowych formalności. W ich przypadku rachunki będą z automatu rozliczane po ubiegłorocznych stawkach.

Bankowość

Uczelnie wyższe coraz bardziej angażują się w walkę z największymi globalnymi wyzwaniami. Kluczowa jest współpraca z biznesem

 Wyzwań, które stoją przed uczelniami, jest dziś wiele i można je zakwalifikować do kilku megatrendów, które zachodzą w całym społeczeństwie – mówi prof. dr hab. Grzegorz Mazurek, rektor Akademii Leona Koźmińskiego. Wśród nich jest cyfrowa transformacja, zmiany klimatu i zrównoważony rozwój społeczny, który pozwoli niwelować nierówności. O wpływie, jaki szkoły wyższe mogą wywierać na społeczeństwa i wspierać je w odpowiedzi na bieżące wyzwania, 700 rektorów z całego świata debatowało podczas spotkania w Walencji. W przyjętej tam deklaracji zobowiązali się m.in. do uwzględniania w badaniach wyzwań globalnych i lokalnych, a także wyposażania studentów w kompetencje, które będą niezbędne w obliczu tych wyzwań w przyszłości. – Na mocy tych zobowiązań współpraca biznesu z uczelniami będzie jeszcze większa i szersza – mówi Wojciech Leśniewski, dyrektor Santander Universidades w Polsce, przedstawiciel organizatora cyklicznych spotkań rektorów.

Współpraca

Obsługa konferencji prasowych

Zapraszamy do współpracy przy organizacji konferencji prasowych. Nasz doświadczony i kompetentny zespół sprosta każdej realizacji. Dysponujemy nowoczesnym, multimedialnym centrum konferencyjnym i biznesowym w samym sercu Warszawy. Zapraszamy do kontaktu w sprawie oferty.

Finanse

Start-upy nie narzekają na brak dostępu do finansowania. Równie ważny jest dla nich mentoring i wsparcie ekspertów

Polskie start-upy dobrze sobie radzą na europejskim i globalnym rynku, chętnie kierują swoje rozwiązania do dużych firm i korporacji, a ich domeną jest głównie software – wynika z ostatniego raportu Fundacji StartUp Poland. Jak wskazuje założyciel funduszu EEC Ventures Konrad Sitnik, tym, co warunkuje sukces, jest przede wszystkim determinacja founderów i dobry, skalowalny model biznesowy. – Ostatni element do tej układanki to jest mądry inwestor, który poza pieniędzmi zapewni również mentoring i wsparcie intelektualne – mówi ekspert. Taką rolę chce pełnić Tauron, który ze start-upami ściśle współpracuje już od kilku lat, oferując im autorski program akceleracyjny.

Partner serwisu

Instytut Monitorowania Mediów

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.