Ρομποτική
Οι Ρομποτικές Λύσεις Μπορεί Να Επαναφέρουν Ζωτικής Σημασίας Σωματικές Λειτουργίες Σε Όσους τις Χρειάζονται Πιο Πολύ
Προσθέστε το Securities.io στις προτιμώμενες πηγές σας στο Google
Περιστολή – Μια Κρυφή Αλλά Σημαντική Κινητικότητα των Μυών
Η ρομποτική βοήθεια για την άμβλυνση προβλημάτων κινητικότητας αυξάνεται, ιδιαίτερα τα εξωσκελετά. Για παράδειγμα, συζητήσαμε πώς μπορεί να βοηθήσει ασθενείς με νόσο του Πάρκινσον και να προσφέρει επιπλέον κινητικότητα σε εργάτες εργοστασίων και αποθηκών, ή ακόμη και στο στρατό, όπως με την στολή Herowear που αναπτύχθηκε με το Vanderbilt University.
Πηγή: Herowear
Ωστόσο, δεν όλα τα σημαντικά κινήματα του σώματος προέρχονται από τα άκρα ή την πλάτη. Η περιστολή είναι η κυματική κίνηση των εσωτερικών οργάνων όπως ο οισοφάγος (που συνδέει το στόμα με το στομάχι) ή το έντερο.
Αυτός ο τύπος κίνησης επιταχύνει τη μεταφορά υγρών και υγρών στο σώμα. Είναι μια ζωτική λειτουργία για την πέψη και εξασφαλίζει επίσης ότι η κατανάλωση τροφής πηγαίνει στο στομάχι αντί για τους πνεύμονες.
Η περιστολή μπορεί να επηρεαστεί από ασθένειες, ιδιαίτερα τον καρκίνο. Η συνήθης θεραπεία είναι η χρήση μεταλλικού σωλήνα, που μπορεί να οδηγήσει σε απόφραξη και άλλα απειλητικά για τη ζωή προβλήματα.
Ερευνητές στο ίδιο Vanderbilt University στο Νάσβιλ, ΗΠΑ, όπου οι συνάδελφοί τους εργάστηκαν σε εξωσκελετά, δημιούργησαν ένα μαλακό μαγνητικό ρομπότ που θα μπορούσε να μιμηθεί την περιστολή.
Η Άνοδος της Μαλακής Ρομποτικής
Τα ρομπότ είναι εξαιρετικά στο χειρισμό βαρέων εξοπλισμών και στην ακριβή κατασκευή. Αλλά είναι πολύ πιο δύσκολο να συνδυαστούν με μαλακούς και εύθραυστους βιολογικούς ιστούς.
Για αυτούς τους λόγους, οι ερευνητές αναζητούν τρόπους δημιουργίας «μαλακών ρομπότ», χρησιμοποιώντας πλαστικά, πολυμερή, μεταλλικά σύρματα ή άλλα πιο ευέλικτα εξαρτήματα.
Τα πιο μαλακά σχέδια θα πρέπει να επιτρέπουν νέες έννοιες, πιο εμπνευσμένες από τη φύση, όταν κατασκευάζεται ένα ρομπότ, όπως συζητήσαμε στο άρθρο μας «Πώς η Ρομποτική Μπορεί Να Πάρει Έμπνευση Από τη Φύση».
Αλλά αυτά τα συστήματα εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν ορισμένους περιορισμούς:
- Χρειάζεται να είναι συνδεδεμένα με πηγή ενέργειας.
- Συχνά περιορίζονται σε λίγα προκαθορισμένα σχήματα ή κινήσεις.
- Είναι μάλλον βαριά.
Μια ιδέα για την κατάργηση αυτών των περιορισμών είναι η χρήση μαγνητών αντί για άκαμπτα μεταλλικά μέρη. Αυτό αφαιρεί την ανάγκη για εξωτερική πηγή ενέργειας και προσφέρει μεγαλύτερη ευελιξία και ποικιλία πιθανών σχημάτων και κινήσεων. Για παράδειγμα, συζητήσαμε προηγουμένως πώς μαλακά γέλα θα μπορούσαν να γίνουν μαγνητικά για την τροφοδοσία τέτοιων ρομπότ.
Ρομποτική Περιστολή
Οι ερευνητές του Vanderbilt University χρησιμοποίησαν ένα ευέλικτο μαγνητικό ρομποτικό σύστημα για να αναδημιουργήσουν τις βιολογικές κυματικές κινήσεις της περιστολής.
Η κίνηση του «ρομπότ» πραγματοποιείται μέσω μαγνητισμού, ελεγχόμενη από έξω του σώματος, ένα επιπλέον πλεονέκτημα για αυτό το σύστημα. Με αυτόν τον τρόπο, δεν απαιτείται εσωτερικό σύστημα μπαταρίας μετά την εισαγωγή του στο σώμα του ασθενούς.
Ένα τέτοιο μαγνητικό ρομπότ περιστολής μπορεί να ενσωματωθεί σε ένα στέντ οισοφάγου, αναπαράγοντας την κίνηση ενός βιολογικού οισοφάγου.
Η κατασκευή αυτής της συσκευής απαιτούσε πολλά βήματα και δοκιμές για την εύρεση της σωστής μεθόδου. Μεταξύ άλλων, απαιτήθηκε κοπή με λέιζερ του υλικού, μαγνητοποίηση, συναρμολόγηση σε ταινία πολυαιμιδίου, επίστρωση με υδρογέλη και σύνδεση με το στέντ πυριτίου (το ίδιο μπορεί να γίνει και με στέντ μετάλλου).
Ο πειραματικός σχεδιασμός λειτούργησε καλά και αναδημιούργησε τους μηχανισμούς της περιστολής.
Μπορείτε να το δείτε σε δράση στο παρακάτω βίντεο:
Μελλοντικές Βελτιώσεις
Μικρότερο Για Περισσότερες Εφαρμογές
Το μαγνητικό μαλακό φύλλο που χρησιμοποιήθηκε στο πρωτότυπο θα μπορούσε να είναι μικρότερο, ίσως με τεχνικές κατασκευής όπως μικρο-χύτευση.
Αυτό θα επέτρεπε στο σχέδιο να ταιριάζει σε στενότερα μέρη του σώματος. Για παράδειγμα, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μεταφορά ανθρώπινων ωαρίων από τις ωοθήκες όταν η μυϊκή λειτουργία των σαλπίγγων έχει υποβαθμιστεί.
Το ίδιο σύστημα θα μπορούσε να ενσωματωθεί σε στέντ αεραγωγών για τη μεταφορά υπερβολικού βλέννα.
Υλικά
Το μαγνητικό μαλακό φύλλο θα μπορούσε να έχει μικρο-προτύπους και επίστρωση που κάνουν τη μεταφορά υγρών και στερεών πιο αποδοτική.
Το μαγνητικό στοιχείο θα μπορούσε επίσης να βελτιωθεί ώστε να χρησιμοποιείται χαμηλότερο μαγνητικό πεδίο (ακόμη και αν η ένταση του μαγνητικού πεδίου που χρησιμοποιείται στο πρωτότυπο θεωρείται πολύ ασφαλής).
Μαλακές Ή Μαγνητικές Ρομποτικές Μετοχές
1. Stereotaxis
STXS Διάγραμμα τιμής
Η Stereotaxis είναι ηγέτης στην ιατρική τηλερομποτική. Το σύστημα Genesis RMN (Robotic Magnetic Navigation) χρησιμοποιεί μαγνητικά πεδία για την καθοδήγηση καθετήρων στο σώμα του ασθενούς. Αυτό χρησιμοποιείται κυρίως σε καρδιοχειρουργικές επεμβάσεις και άλλες ενδοαγγειακές θεραπείες.
Είναι το μοναδικό διαθέσιμο ρομπότ σε αυτόν τον τομέα, ο οποίος διαφέρει από τη λαπαροσκοπική χειρουργική, κυριαρχούμενη από την Intuitive Surgical (ISRG ) (ISRG) και τα ρομπότ ανοικτής χειρουργικής όπως της Stryker (SYK – ρομπότ Mako) και της Medtronic (MDT – Mazor robotics). Συζητήσαμε αυτές τις 2 εταιρείες και άλλες στο άρθρο μας «Top 5 Robotic Surgery Stocks».
Αυτή η μέθοδος αφαιρεί την ανάγκη για άκαμπτα καθετήρια που βασίζονται σε χειροκίνητο έλεγχο και δύναμη του χειριστή, οδηγώντας σε υψηλότερο κίνδυνο ανεπιθύμητων συμβάντων για τους ασθενείς.
Επιπλέον, η παραδοσιακή μέθοδος τοποθέτησης καθετήρων απαιτεί ακτίνες Χ, που προκαλούν έκθεση σε ακτινοβολία, ιδιαίτερα για το ιατρικό προσωπικό που εκτελεί τη διαδικασία τακτικά. Είναι γνωστό φαινόμενο ότι αυτό μπορεί να προκαλέσει καρκίνο στους γιατρούς και τις νοσηλεύτριες που ασκούν αυτές τις επεμβάσεις.
Πηγή: Stereotaxis
Η χειροκίνητη διαδικασία απαιτεί επίσης πολλές δεξιότητες, που απαιτούν δαπανηρή εκπαίδευση, και θα έχει μεταβλητά ποσοστά επιτυχίας ανάλογα με τον χειριστή και την εμπειρία του.
Σε αντίθεση με τις κλασικές μεθόδους, η λύση της Stereotaxis παρέχει 72% λιγότερες επιπλοκές και 36% λιγότερη έκθεση σε ακτινοβολία.
Η εταιρεία έχει ήδη εγκαταστήσει το σύστημά της σε πάνω από 100 νοσοκομεία και έχει θεραπεύσει πάνω από 100.000 ασθενείς.
Καθώς η Stereotaxis χρησιμοποιεί ήδη απομακρυσμένη μαγνητική πλοήγηση για χειρουργικές επεμβάσεις, είναι λογικό ότι η εταιρεία θα βρίσκεται σε κεντρική θέση για την υιοθέτηση της εμφάνισης των μαγνητικών ρομπότ.
Η φήμη της για ασφαλέστερες από το συνηθισμένο διαδικασίες με μαγνητικά ρομπότ θα μπορούσε επίσης να είναι κλειδί για την πειθώ των ιατρικών επαγγελματιών να εμπιστευτούν την εταιρεία στην ενσωμάτωση κινητών ρομπότ στον οισοφάγο, τα αναπαραγωγικά συστήματα ή τις αεραγωγούς των ασθενών.
2. 3D Systems Corporation
DDD Διάγραμμα τιμής
Αυτός ο ηγέτης της βιομηχανίας 3D εκτύπωσης έχει επίσης μεταβεί στη βιοεκτύπωση το 2017 με μια ερευνητική συνεργασία με την United Therapeutics (UTHR ) (UTHR). Αγόρασε επίσης τον κατασκευαστή βιο-μελάνης Allevia το 2021. Και ανακοίνωσε συνεργασία με την CollPlant Biotechnologies (CLGN) το 2020 (CLGN ).
Αυτή η εξαγορά δίνει στην 3D Systems (DDD ) προβάδισμα στον τομέα της εκτύπωσης βιολογικών υλικών. Προς το παρόν εμπορεύεται 3 μοντέλα του Allevi βιοπρινοτ.
Πηγή: 3D Systems
Ως αυξανόμενος παραγωγός ιατρικών συσκευών και προσθετικών με 3D εκτύπωση και ηγέτης στη βιοεκτύπωση, μπορούμε να φανταστούμε ότι η εταιρεία θα μπορούσε να ενδιαφερθεί για την εύρεση νέων εφαρμογών για μαγνητικά ρομπότ ελεγχόμενα απομακρυσμένα σε ιατρικές εφαρμογές.
Έτσι, αν η μαλακή ρομποτική γίνει μέθοδος για «επισκευή» της περιστολής, μπορούμε να περιμένουμε ότι η 3D Systems θα είναι μέρος αυτής της ιατρικής επανάστασης και θα βοηθήσει στην 3D εκτύπωση των σχετικών μερών και εργαλείων για αυτές τις νέες θεραπείες.
(Εξετάσαμε σε βάθος το πεδίο της βιοεκτύπωσης στο άρθρο μας «Organs On Demand: Best 3D Bioprinting Stocks»).
