Robotika

Solusi Robotik Dapat Mengembalikan Fungsi Vital Tubuh bagi Mereka yang Membutuhkannya Paling

mm
Diterbitkan
Diperbarui
Securities.io maintains rigorous editorial standards and may receive compensation from reviewed links. We are not a registered investment adviser and this is not investment advice. Please view our affiliate disclosure.

Peristalsis – Mobilitas Otot Tersembunyi Namun Penting

Robotic help to alleviate mobility issues are on the rise, notably exoskeletons. For example, we discussed how it dapat membantu pasien penyakit Parkinson, dan juga dapat memberikan mobilitas tambahan kepada pekerja pabrik dan gudang, or even the military like with the Herowear suit developed with Vanderbuilt University.

Sumber: Herowear

Namun, tidak semua gerakan penting tubuh berasal dari anggota badan atau punggung. Peristalsis adalah gerakan bergelombang pada organ internal seperti esofagus (yang menghubungkan mulut ke lambung) atau usus.

Jenis gerakan ini mempercepat transportasi cairan dan zat dalam tubuh. Ini merupakan fungsi vital untuk pencernaan dan juga memastikan makanan yang dikonsumsi masuk ke lambung, bukan ke paru-paru.

Peristalsis dapat terganggu oleh penyakit, terutama kanker. Pengobatan biasanya menggunakan tabung logam, yang dapat menyebabkan penyumbatan dan masalah mengancam jiwa lainnya.

Peneliti di Universitas Vanderbilt yang sama di Nashville, AS, tempat rekan mereka mengerjakan eksosuit, telah menciptakan robot magnetik lunak yang dapat meniru peristalsis.

Kebangkitan Robotika Lunak

Robots are great at manipulating heavy equipment and performing precise manufacturing. But they are much harder to mix with soft and fragile biological tissues.

For these reasons, researchers a looking at ways to create “soft robots”, using plastics, polymers, metal wires, or other more flexible components.

Softer designs should allow for new concepts, more inspired by nature, to be used when building a robot, as we discussed in our article “How Robotics Can Take a Cue From Nature”.

Namun sistem ini masih mengalami beberapa keterbatasan:

  • Mereka perlu terhubung ke sumber daya.
  • Sering terbatas pada beberapa bentuk atau gerakan yang telah ditentukan sebelumnya.
  • Mereka relatif berat.

Ide untuk menghilangkan keterbatasan ini adalah dengan menggunakan magnet alih-alih bagian logam yang kaku. Ini menghapus kebutuhan akan sumber daya eksternal dan menawarkan fleksibilitas serta keragaman bentuk dan gerakan yang lebih besar. Sebagai contoh, kami sebelumnya membahas bagaimana gel lunak dapat dibuat magnetik untuk menggerakkan robot semacam itu.

Peristalsis Robotik

The Vanderbilt University researchers used a flexible magnetic robotic system to recreate the biological undulation movements of peristalsis.

Gerakan “robot” dilakukan melalui magnetisme, dikendalikan dari luar tubuh, yang merupakan keuntungan tambahan bagi sistem ini. Dengan cara ini, tidak diperlukan sistem baterai internal setelah dimasukkan ke dalam tubuh pasien.

Robot peristalsis magnetik semacam ini dapat diintegrasikan ke dalam stent esofagus, meniru gerakan esofagus biologis.

Pembuatan perangkat ini memerlukan banyak langkah dan percobaan untuk menemukan metode yang tepat. Di antara hal‑hal lain, prosesnya meliputi pemotongan laser bahan, magnetisasi, perakitan pada pita poliimid, pelapisan dengan hidrogel, dan pengikatan ke stent silikon (hal yang sama juga dapat dilakukan dengan stent logam).

Desain eksperimental berhasil dengan baik dan meniru mekanisme peristalsis.

Anda dapat melihatnya beraksi dalam video di bawah:

Perbaikan di Masa Depan

Lebih Kecil untuk Lebih Banyak Aplikasi

The magnetic soft sheet used in the prototype could be smaller, maybe by using manufacturing techniques like micro-molding.

Hal ini akan memungkinkan desain ini masuk ke bagian tubuh yang lebih sempit. Misalnya, dapat digunakan untuk membantu transportasi sel telur manusia dari ovarium ketika fungsi otot pada tuba falopi terganggu.

Sistem yang sama dapat diintegrasikan ke dalam stent saluran napas untuk mengangkut lendir berlebih.

Bahan

The magnetic soft sheet could have micro-patterns and coating that make the transport of liquids and solids more efficient.

Komponen magnetik juga dapat ditingkatkan sehingga medan magnet yang lebih rendah dapat digunakan (meskipun intensitas magnetik yang digunakan dalam prototipe dianggap sangat aman).

Robotik Lunak atau Magnetik – Saham

1. Stereotaxis

(STXS )

Stereotaxis adalah pemimpin dalam telerobotik medis. Sistem Genesis RMN (Robotic Magnetic Navigation) mereka menggunakan medan magnet untuk mengarahkan kateter di dalam tubuh pasien. Sistem ini terutama digunakan dalam operasi jantung dan perawatan endovaskular lainnya.

Ini adalah satu‑satunya robot yang tersedia di sektor ini, yang berbeda dari bedah laparoskopi, yang didominasi oleh Intuitive Surgical (ISRG) dan robot bedah terbuka seperti milik Stryker (SYK – robot Mako) serta Medtronic (MDT – Mazor robotics). Kami membahas kedua perusahaan ini dan lainnya dalam artikel kami “Top 5 Robotic Surgery Stocks”.

Metode ini menghilangkan kebutuhan akan kateter kaku yang bergantung pada kontrol manual dan tenaga operator, yang dapat meningkatkan risiko kejadian merugikan bagi pasien.

Selain itu, metode tradisional untuk pemasangan kateter memerlukan sinar‑X, yang menyebabkan paparan radiasi, terutama bagi tenaga medis yang secara rutin melakukan prosedur tersebut. Ini merupakan fenomena yang dikenal dapat menyebabkan kanker pada dokter dan perawat yang melakukan operasi ini.

Sumber: Stereotaxis

Prosedur manual juga memerlukan banyak keahlian, yang memerlukan pelatihan mahal, dan akan memiliki tingkat keberhasilan yang bervariasi tergantung pada operator dan pengalamannya.

Berbeda dengan metode klasik, solusi Stereotaxis memberikan 72% lebih sedikit komplikasi dan 36% lebih rendah paparan radiasi.

Perusahaan ini telah menyebarkan sistemnya ke lebih dari 100 rumah sakit dan merawat lebih dari 100.000 pasien.

Karena Stereotaxis sudah menggunakan navigasi magnetik jarak jauh untuk operasi, masuk akal bahwa perusahaan ini berada pada posisi utama untuk mengadopsi munculnya robotik magnetik.

Reputasinya untuk prosedur yang lebih aman menggunakan robotik magnetik juga dapat menjadi kunci dalam meyakinkan profesional medis untuk mempercayai perusahaan dalam menerapkan robotik bergerak di tenggorokan, sistem reproduksi, atau saluran napas pasien.

2. 3D Systems Corporation

(DDD )

Pemimpin industri pencetakan 3D ini juga beralih ke bioprinting pada tahun 2017 melalui kolaborasi riset dengan United Therapeutics (UTHR). Ia juga mengakuisisi pembuat bio‑ink Allevia pada tahun 2021. Dan mengumumkan kolaborasi dengan CollPlant Biotechnologies (CLGN) pada tahun 2020.

Akusisi ini memberi 3D Systems keunggulan di bidang pencetakan material biologis. Saat ini mengkomersialkan 3 model printer Allevi miliknya.

Sumber: 3D Systems

Sebagai produsen perangkat medis dan prostesis cetak 3D yang terus berkembang serta pemimpin dalam bioprinting, kami dapat membayangkan perusahaan ini tertarik menemukan aplikasi baru untuk robot magnetik yang dikendalikan dari jarak jauh dalam bidang medis.

Jadi, jika robotika lunak menjadi metode untuk “memperbaiki” peristalsis, kami dapat mengharapkan 3D Systems menjadi bagian dari revolusi medis ini dan membantu mencetak 3D bagian dan alat yang relevan untuk terapi baru ini.

(Kami mengeksplorasi bidang bioprinting secara mendalam dalam artikel kami “Organ Sesuai Permintaan: Saham Bioprinting 3D Terbaik”).

mm

Jonathan adalah seorang peneliti biokimia yang telah bekerja di bidang analisis genetik dan uji klinis. Sekarang, ia adalah seorang analis saham dan penulis keuangan dengan fokus pada inovasi, siklus pasar, dan geopolitik dalam publikasinya 'The Eurasian Century".