Robotica
Robotische Oplossingen Kunnen Essentiële Lichaamsfuncties Herstellen voor Degenen die ze het Hardst Nodig Hebben
Voeg Securities.io toe aan je voorkeursbronnen op Google
Peristaltiek – Een Verborgen Maar Belangrijke Spierbeweging
Robotic help to alleviate mobility issues are on the rise, notably exoskeletons. For example, we discussed how it can help Parkinson’s disease patients, and could also give extra mobility to factory and warehouse workers, or even the military like with the Herowear suit developed with Vanderbuilt University.
Bron: Herowear
Echter, niet alle belangrijke bewegingen van het lichaam komen van de ledematen of de rug. Peristaltiek is de golfachtige beweging van interne organen zoals de slokdarm (die de mond met de maag verbindt) of de darm.
Dit type beweging versnelt het transport van vloeistoffen en vloeistoffen in het lichaam. Het is een vitale functie voor de spijsvertering en zorgt er ook voor dat ingenomen voedsel in de maag terechtkomt in plaats van in de longen.
Peristaltiek kan worden aangetast door ziekten, met name kanker. De gebruikelijke behandeling is het gebruik van een metalen buis, wat kan leiden tot verstoppingen en andere levensbedreigende problemen.
Onderzoekers aan dezelfde Vanderbilt University in Nashville, VS, waar hun collega’s aan exosuits werkten, hebben een zacht magnetisch robot ontwikkeld die peristaltiek kan nabootsen.
De Opkomst van Zachte Robotica
Robots zijn uitstekend in het manipuleren van zware apparatuur en het uitvoeren van precieze productie. Maar ze zijn veel moeilijker te combineren met zachte en fragiele biologische weefsels.
Om deze redenen zoeken onderzoekers naar manieren om “zachte robots” te creëren, met behulp van kunststoffen, polymeren, metalen draden of andere flexibelere componenten.
Zachtere ontwerpen zouden nieuwe concepten, meer geïnspireerd op de natuur, mogelijk moeten maken bij het bouwen van een robot, zoals we bespraken in ons artikel “How Robotics Can Take a Cue From Nature”.
Maar deze systemen hebben nog steeds een paar beperkingen:
- Ze moeten verbonden zijn met een stroombron.
- Ze zijn vaak beperkt tot een paar vooraf bepaalde vormen of bewegingen.
- Ze zijn tamelijk zwaar.
Een idee om deze beperkingen te verwijderen is het gebruik van magneten in plaats van starre metalen onderdelen. Dit elimineert de noodzaak van een externe stroombron en biedt meer flexibiliteit en diversiteit aan mogelijke vormen en bewegingen. Bijvoorbeeld, we bespraken eerder hoe zachte gels magnetisch gemaakt kunnen worden om dergelijke robots aan te drijven.
Robotische Peristaltiek
De onderzoekers van Vanderbilt University gebruikten een flexibel magnetisch robotsysteem om de biologische golvende bewegingen van peristaltiek te reproduceren.
De beweging van de “robot” wordt uitgevoerd via magnetisme, aangestuurd van buiten het lichaam, een extra voordeel voor dit systeem. Op deze manier is er geen interne batterijsysteem nodig nadat het in het lichaam van de patiënt is geplaatst.
Zo’n magnetische peristaltiekrobot kan in een slokdarmstent worden geïntegreerd, waardoor de beweging van een biologische slokdarm wordt nagebootst.
De fabricage van dit apparaat vereiste veel stappen en trial-and-error om de juiste methode te vinden. Onder andere omvatte dit het lasersnijden van het materiaal, het magnetiseren ervan, het monteren op een polyimidetape, het coaten met hydrogel, en het bevestigen aan de siliciumstent (hetzelfde kan ook met een metalen stent worden gedaan).
Het experimentele ontwerp werkte goed en reproduceerde de mechanismen van peristaltiek.
U kunt het in actie zien in de video hieronder:
Toekomstige Verbeteringen
Kleiner Voor Meer Toepassingen
Het magnetische zachte blad dat in het prototype werd gebruikt, zou kleiner kunnen zijn, mogelijk door gebruik te maken van productietechnieken zoals micro-gieten.
Dit zou het mogelijk maken dat dit ontwerp past in smallere delen van het lichaam. Bijvoorbeeld, het zou kunnen worden gebruikt om menselijke eicellen vanuit de eierstokken te transporteren wanneer de spierfunctie in de eileiders is aangetast.
Hetzelfde systeem zou geïntegreerd kunnen worden in luchtwegstents voor het transporteren van overtollig slijm.
Materialen
Het magnetische zachte blad zou micro-patronen en een coating kunnen hebben die het transport van vloeistoffen en vaste stoffen efficiënter maken.
Het magnetische component zou ook verbeterd kunnen worden zodat een lager magnetisch veld kan worden gebruikt (ook al wordt de magnetische intensiteit die in het prototype wordt gebruikt als zeer veilig beschouwd).
Zachte of Magnetische Robotica Aandelen
1. Stereotaxis
STXS Prijsgrafiek
Stereotaxis is een leider in medische telerobotica. Het Genesis RMN (Robotic Magnetic Navigation) systeem gebruikt magnetische velden om katheters in het lichaam van een patiënt te geleiden. Dit wordt met name gebruikt in hartchirurgie en andere endovasculaire behandelingen.
Het is de enige beschikbare robot in deze sector, die verschilt van laparoscopische chirurgie, gedomineerd door Intuitive Surgical (ISRG ) (ISRG) en open chirurgie‑robots van onder andere Stryker (SYK – Mako‑robot) en Medtronic (MDT – Mazor‑robotica). We bespraken deze 2 bedrijven en anderen in ons artikel “Top 5 Robotic Surgery Stocks”.
Deze methode elimineert de noodzaak van starre katheters die afhankelijk zijn van handmatige bediening en operatorkracht, wat leidt tot een hoger risico op nadelige gebeurtenissen voor de patiënten.
Bovendien vereist de traditionele methode voor katheterimplementatie röntgenstraling, wat stralingsblootstelling veroorzaakt, vooral voor het medisch personeel dat de procedure regelmatig uitvoert. Het is een bekend fenomeen dat dit kanker kan veroorzaken bij de artsen en verpleegkundigen die deze operaties uitvoeren.
Bron: Stereotaxis
De handmatige procedure vereist bovendien veel vaardigheden, die dure training vereisen, en zal variabele succespercentages hebben afhankelijk van de operator en zijn ervaring.
In tegenstelling tot de klassieke methoden biedt de oplossing van Stereotaxis 72 % minder complicaties en 36 % minder stralingsblootstelling.
Het bedrijf heeft zijn systeem al uitgerold naar meer dan 100 ziekenhuizen en heeft meer dan 100.000 patiënten behandeld.
Aangezien Stereotaxis al gebruik maakt van remote magnetische navigatie voor operaties, zou het logisch zijn dat het bedrijf in een uitstekende positie zal zijn om de opkomst van magnetische robotica te omarmen.
Zijn reputatie voor veiliger dan normale procedures met behulp van magnetische robotica kan ook cruciaal zijn om medische professionals te overtuigen het bedrijf te vertrouwen bij het implementeren van mobiele robotica in de keel, voortplantingssystemen of luchtwegen van patiënten.
2. 3D Systems Corporation
DDD Prijsgrafiek
Deze leider in de 3D‑printindustrie is in 2017 ook overgestapt naar bioprinting met een onderzoeks samenwerking met United Therapeutics (UTHR ) (UTHR). It also acquired bio-ink maker Allevia in 2021. En het kondigde een samenwerking met CollPlant Biotechnologies (CLGN ) (CLGN) in 2020 aan.
Deze overname geeft 3D Systems (DDD ) een voorsprong op het gebied van het printen van biologische materialen. Het commercialiseert momenteel drie modellen van zijn Allevi‑bioprinter.
Bron: 3D Systems
Als een groeiende producent van 3D‑geprinte medische apparaten en protheses EN een leider in bioprinting, kunnen we ons voorstellen dat het bedrijf geïnteresseerd zou kunnen zijn in het vinden van nieuwe toepassingen voor op afstand bestuurde magnetische robots in medische toepassingen.
Dus, als zachte robotica een methode wordt om peristaltiek te “repareren”, kunnen we verwachten dat 3D Systems deel zal uitmaken van deze medische revolutie en zal helpen bij het 3D‑printen van de relevante onderdelen en gereedschappen voor deze nieuwe therapieën.
(We verkenden het gebied van bioprinting grondig in ons artikel “Organs On Demand: Best 3D Bioprinting Stocks”).
