Robotikk
Robotløsninger kan gjenopprette viktige kroppslige funksjoner for de som trenger dem mest
Legg til Securities.io blant dine foretrukne kilder på Google
Peristaltikk – En skjult men viktig muskelmobilitet
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.
Kilde: Herowear
Imidlertid kommer ikke alle viktige bevegelser i kroppen fra lemmer eller rygg. Peristaltikk er den bølgeformede bevegelsen i indre organer som spiserøret (som forbinder munnen med magen) eller tarmen.
Denne typen bevegelse akselererer transporten av væsker i kroppen. Det er en vital funksjon for fordøyelsen og sikrer også at inntatt mat går inn i magen i stedet for lungene.
Peristaltikk kan bli svekket av sykdommer, spesielt kreft. Den vanlige behandlingen er å bruke et metallrør, som kan føre til blokkering og andre livstruende problemer.
Forskere ved samme Vanderbilt University i Nashville, USA, hvor deres kolleger jobbet med eksodrakter, har laget en myk magnetisk robot som i stedet kan etterligne peristaltikk.
Oppgangen av myke roboter
Roboter er flinke til å manipulere tungt utstyr og utføre presis produksjon. Men de er mye vanskeligere å kombinere med mykt og skjør biologisk vev.
Av disse grunner ser forskere på måter å lage «myke roboter» på, ved å bruke plast, polymerer, metalltråder eller andre mer fleksible komponenter.
Mykere design bør tillate nye konsepter, mer inspirert av naturen, når man bygger en robot, som vi diskuterte i artikkelen vår “How Robotics Can Take a Cue From Nature”.
Men disse systemene lider fortsatt av noen begrensninger:
- De må være tilkoblet en strømkilde.
- De er ofte begrenset til noen få forhåndsbestemte former eller bevegelser.
- De er ganske tunge.
En idé for å fjerne disse begrensningene er å bruke magneter i stedet for stive metalldeler. Dette fjerner behovet for en ekstern strømkilde og gir mer fleksibilitet og mangfold av mulige former og bevegelser. For eksempel diskuterte vi tidligere hvordan myke geler kan gjøres magnetiske for å drive slike roboter.
Robotisk peristaltikk
Forskerne ved Vanderbilt University brukte et fleksibelt magnetisk robotsystem for å gjenskape de biologiske bølgende bevegelsene av peristaltikk.
Bevegelsen av «roboten» skjer gjennom magnetisme, styrt fra utenfor kroppen, en ekstra fordel for dette systemet. På denne måten krever den ikke et internt batterisystem etter at den er satt inn i pasientens kropp.
En slik magnetisk peristaltikk-robot kan integreres i en spiserørstent, og etterligne bevegelsen til et biologisk spiserør.
Produksjonen av denne enheten krevde mange trinn og prøving og feiling for å finne riktig metode. Blant annet innebar det laserskjæring av materialet, magnetisering, montering på et polyimidbånd, belegging med hydrogel, og bonding til silisiumstenten (det samme kan også gjøres med en metallstent).
Det eksperimentelle designet fungerte bra og replikkerte mekanismene i peristaltikk.
Du kan se det i aksjon i videoen nedenfor:
Fremtidige forbedringer
Mindre for flere anvendelser
Det magnetiske myke arket som ble brukt i prototypen kan gjøres mindre, kanskje ved å bruke produksjonsteknikker som mikromøling.
Dette vil tillate at dette designet passer inn i smalere deler av kroppen. For eksempel kan det brukes til å hjelpe med transport av menneskelige egg fra eggstokkene når muskelfunksjonen i egglederne er svekket.
Det samme systemet kan integreres i luftveisstenter for å transportere overflødig slim.
Materialer
Det magnetiske myke arket kan ha mikromønstre og belegg som gjør transporten av væsker og faste stoffer mer effektiv.
Den magnetiske komponenten kan også forbedres slik at et lavere magnetfelt kan brukes (selv om den magnetiske intensiteten som ble brukt i prototypen anses som svært sikker).
Myke eller magnetiske robotikk-aksjer
1. Stereotaxis
STXS Prisdiagram
Stereotaxis er en leder innen medisinsk telerobotikk. Genesis RMN (Robotic Magnetic Navigation)-systemet bruker magnetfelt for å styre katetre i en pasients kropp. Dette brukes spesielt i hjertekirurgi og andre endovaskulære behandlinger.
Det er den eneste tilgjengelige roboten i denne sektoren, som skiller seg fra laparoskopisk kirurgi, dominert av Intuitive Surgical (ISRG ) (ISRG) og åpne kirurgiroboter fra selskaper som Stryker (SYK – Mako-robot) og Medtronic (MDT – Mazor-robotikk). Vi diskuterte disse to selskapene og andre i artikkelen vår “Top 5 Robotic Surgery Stocks”.
Denne metoden fjerner behovet for stive katetre som er avhengige av manuell kontroll og operatørkraft, noe som fører til høyere risiko for bivirkninger for pasientene.
I tillegg krever den tradisjonelle metoden for kateterinnsetting røntgen, som gir strålingseksponering, spesielt for medisinsk personale som utfører prosedyren regelmessig. Det er et velkjent fenomen at dette kan forårsake kreft hos leger og sykepleiere som utfører disse operasjonene.
Kilde: Stereotaxis
Den manuelle prosedyren krever også mange ferdigheter, som krever kostbar opplæring, og vil ha varierende suksessrater avhengig av operatøren og hans erfaring.
I kontrast til de klassiske metodene gir Stereotaxis’ løsning 72% færre komplikasjoner og 36% mindre strålingseksponering.
Selskapet har allerede distribuert systemet sitt til over 100 sykehus og behandlet over 100 000 pasienter.
Ettersom Stereotaxis allerede bruker fjernmagnetisk navigasjon for operasjoner, vil det være logisk at selskapet befinner seg i en god posisjon til å omfavne fremveksten av magnetisk robotikk.
Deres rykte for tryggere enn vanlige prosedyrer ved bruk av magnetisk robotikk kan også være nøkkelen til å overbevise medisinske fagfolk om å stole på selskapet når de implementerer mobile roboter i pasienters hals, reproduktive systemer eller luftveier.
2. 3D Systems Corporation
DDD Prisdiagram
Denne lederen innen 3D‑utskriftsindustrien gikk også inn i bioprinting i 2017 med et forskningssamarbeid med United Therapeutics (UTHR ) (UTHR). Den kjøpte også bio‑blekkprodusenten Allevia i 2021. Og den kunngjorde et samarbeid med CollPlant Biotechnologies (CLGN ) (CLGN) i 2020.
Dette oppkjøpet gir 3D Systems (DDD ) et forsprang innen feltet for utskrift av biologiske materialer. Den kommersialiserer nå tre modeller av sin Allevi-bioprinter.
Kilde: 3D Systems
Som en voksende produsent av 3D‑printede medisinske enheter og proteser OG en leder innen bioprinting, kan vi forestille oss at selskapet kan være interessert i å finne nye anvendelser for fjernstyrte magnetiske roboter i medisinske sammenhenger.
Så, hvis myke roboter blir en metode for å «reparere» peristaltikk, kan vi forvente at 3D Systems blir en del av denne medisinske revolusjonen og hjelper med å 3D‑printe de relevante delene og verktøyene for disse nye terapiene.
(Vi utforsket bioprinting-feltet i dybden i artikkelen vår “Organs On Demand: Best 3D Bioprinting Stocks”).
