Robotics
Ang Targeted na Paglabas ng Gamot ay Lumalapit sa Pagkakatupad sa Pamamagitan ng Pinakabagong Bubble-Bots
Idagdag ang Securities.io sa mga gusto mong mapagkunan sa Google
Ang robotics ay nagiging mas popular bawat taon habang tumataas ang pangangailangan para sa mga epektibo at matipid na solusyon.
Sa teknolohiyang robotikong nag-aalok ng kaginhawahan at pinahusay na kaligtasan, pati na rin ang pagsasama ng artificial intelligence at machine learning na nagbibigay-daan sa mas advanced na kakayahan ng robot, hindi nakapagtataka na ang pandaigdigang merkado ng robotics ay inaasahang lalagpas sa $200 bilyon sa pagtatapos ng dekadang ito.
Isa pang patunay ng lumalawak na paggamit ng robotics ay ang pandaigdigang pag-install ng mga industriyal na robot, na umabot sa 541,302 noong 2023, ang pangalawang pinakamataas na taunang pag-install sa kasaysayan. Ang rekord ay naitala noong nakaraang taon nang 552,946 na yunit ang na-install.
Sa ganitong datos, ang kabuuang bilang ng mga operational na robot ay umabot na sa bagong taas na humigit-kumulang 4.3 milyong yunit sa buong mundo, kung saan nangunguna ang Asya sa 70%, sinundan ng Europa sa 17%, at Amerika sa 10%. Pagdating sa paggawa ng robot, nangunguna ang Japan na may 46% na bahagi ng merkado.
Ayon sa International Federation of Robotics (IFR), ang paglago ng robotics ay magpapatuloy na bumilis sa 2025 at magpapatuloy sa bilis na ito sa mga susunod na taon.
Ngayon, pagdating sa mga industriya na nagtutulak ng malawakang paglawak ng robotics, nangunguna ang automotive, kasunod ang electronics, metal at machinery, waste management, agrikultura, retail, konstruksyon, at food services bilang iba pang sektor na gumagamit ng mga robot.
Mga Robot sa Pangangalagang Pangkalusugan
Habang ginagamit ang mga robot sa iba’t ibang industriya, may isang sektor kung saan ito ay may mas malaki at mas positibong epekto, at iyon ay medisina. Ang pandaigdigang merkado ng medical robotic systems ay mabilis na lumalago, at tinatayang tataas ang laki nito mula $16 bilyon noong 2024 hanggang $33.8 bilyon pagsapit ng 2029.
Ginagamit ang mga robot sa lahat ng larangan ng pangangalagang pangkalusugan, mula sa pagbibigay ng gamot at pagtulong sa rehabilitasyon hanggang sa pagtulong sa diagnostics, operasyon, at paghatid ng gamot.
Halimbawa, ginagamit ang mga robotic arm para sa paghahalo, pag-dispense, pagbibilang, at inspeksyon, habang ang mga programmed supply robot ay ginagamit upang maghatid ng mga item sa tiyak na lokasyon.
Ang mga autonomous mobile robot ay pinapasimple ang mga rutin na gawain para sa mga propesyonal sa pangangalagang pangkalusugan sa pamamagitan ng pagbawas ng pisikal na pangangailangan sa mga tao at pagtugon sa kakulangan ng staff. Nagsusubaybay din sila sa imbentaryo at tinitiyak na laging may stock ang mga supply kapag kailangan, bukod pa sa pag-sanitize ng mga silid at paghahanda nito para sa mga pasyente.
Sa pag-aasikaso ng lahat ng rutin na gawain, pinapayagan ng mga autonomous mobile robot ang medikal na staff na magtuon sa mga pasyente at kanilang partikular na pangangailangan na hindi kayang tugunan ng teknolohiya. Ang robot na tinatawag na Tug mula sa Aethon ay isang halimbawa na may kakayahang maglakbay sa mahihirap na kondisyon upang maghatid ng ligtas na mga item kung kailan at saan ito kailangan.
Tinutulungan din ng mga robot na ito na lumikha ng ligtas na kapaligiran sa trabaho sa pamamagitan ng paghawak ng mga gawain ng paglilinis, disinfection, at pagdadala ng mga supply sa mga ospital at rehiyon kung saan may panganib ng exposure sa pathogen.
Ayon sa CDC, halos isa sa 31 na pasyente sa ospital ay may hindi bababa sa isang healthcare-associated infection sa isang araw. Ito ay dahil sa kakulangan ng mga ospital na ganap na i-disinfect ang mga silid. Upang matugunan ang mga problemang ito, ang mga automated robot tulad ng FDA-authorized na Xenex ay ginagawa na gumagamit ng pulsed UV rays upang i-sterilize ang mga silid ng ospital sa loob lamang ng ilang minuto.
Ang inobasyon sa teknolohiya ay nagdala rin ng mga advanced surgical-assistance robot na tumutulong sa mga surgeon na makamit ang mas mabilis at mas tumpak na operasyon sa mga komplikadong operasyon.
Ang multi-armed wonderbot na tinatawag na da Vinci Surgical System ay isang robot na ginagamit upang gawing mas hindi invasive ang operasyon, bawasan ang surgical errors, at magbigay ng pinahusay na kontrol. Ang Cyberknife naman ay isa pang robot na tumutugon sa kanser sa pamamagitan ng paghatid ng radiation therapy sa mga tumor nang may napakatingkad na precision.
Pagkatapos ay may mga pharmaceutical robot, na tumatanggap ng malaking atensyon dahil sa tumatandang populasyon at mga may chronic disease na nangangailangan ng patuloy na medikasyon at tumpak na paggamot. Sa pamamagitan ng pag-automate ng mga kritikal na proseso na karaniwang ginagawa nang manu-mano at matrabaho, tumutulong ang mga pharmaceutical robot na mapabuti ang kalidad at precision.
Mga Robot para sa Pagbibigay ng Gamot
Dinal drive ng mga teknolohikal na pag-unlad at ang tumataas na pangangailangan para sa automation sa pag-develop ng gamot at pangangalaga sa pasyente, ang mga robot ay ginagawang mas epektibo at tumpak ang paghatid ng gamot, na nagpapabuti sa pangangalaga sa pasyente.
Ang mga kumpanya ay nagde-develop ng micro at nanorobot na kusang gumagalaw upang maghatid ng gamot sa mga mahihirap maabot na lugar gamit ang chemical reactions o external sources tulad ng liwanag, electric fields, o magnetic fields. Sa pamamagitan ng pagtutok sa mga site ng sakit, pinapabuti ng mga robot na ito ang therapeutic efficacy at binabawasan ang side effects.
Ilang taon na ang nakalipas, isang pangkat ng mga mananaliksik nakabuo ng MANiACs, na maliliit na tumbling robot na may magnetic nanorods na nakapaloob sa isang malambot na spherical shell. Noong 2022, isang Stanford mechanical engineer nag-construct ng multifunctional wireless robot para dito.
At ilang buwan lamang ang nakalipas, ang mga mananaliksik mula sa NTU Singapore ay nakabuo ng mga malambot na robot na kasing laki ng butil para sa targeted drug delivery. Ang robot, na ginawa gamit ang magnetic microparticles at kinokontrol gamit ang magnetic fields, ay maaaring magdala ng hanggang apat na magkaibang gamot at maglabas ng mga ito sa reprogrammable na dosis at order.
Ang pananaliksik na ito ay binuo sa nakaraang gawain ng koponan na kinabibilangan ng magnetically controlled miniature robots na kayang humawak ng maliliit na bagay at lumangoy sa masikip na espasyo, kasama ang iba pang komplikadong galaw.
Kunin ang inspirasyon mula sa isang sci-fi movie noong 1960s, ‘Fantastic Voyage,’ kung saan ang crew ay lumiit sa sukat ng selula upang ayusin ang pinsala sa utak ng isang siyentipiko, ang pananaliksik ay nagdadala ng imahinasyon sa realidad.
Ang lubhang dexterous na robot, nang subukan sa mga laboratory experiment, ay gumalaw sa bilis na pagitan ng 0.30 mm at 16.5 mm kada segundo, matagumpay na naghatid ng gamot sa mas hamong kapaligiran, at kahit pagkatapos ng walong oras ng patuloy na paggalaw, ay nagpakita ng minimal na pagtagas ng gamot.
Ang koponan ng NTU ay ngayon nag-aaral na gawing mas maliit pa ang mga robot na ito upang sa huli ay magamit sa paggamot ng bladder cancer, brain tumors, at colorectal cancer.
Microbots: Maliit na Robot na Nagbabago sa Precision Medicine
Ang mga microrobot ay gumagamit ng miniaturized sensors at actuators upang magsagawa ng mga aksyon na kanilang programang gawin. Ang kanilang micron size ay ginagawang madali silang magamit sa mga kapaligirang tradisyonal na masalimuot at mahirap maabot. Ang kakayahang ito ay ginagawang napakahalaga ng mga robot para sa minimally invasive surgery, disease diagnosis, detoxification, at precision drug delivery.
Gayunpaman, hindi sila walang hamon pagdating sa kanilang bisa at lokalisasyon sa malalim na tisyu.
Isa pang malaking isyu ay naipakita nilang mas marami ang ipinapakita kaysa sa substansiya. Sa nakaraang dalawang dekada, ilang bersyon ng micro- o nanorobot ang nailabas, ngunit hanggang ngayon, ang kanilang aplikasyon sa mga buhay na sistema ay medyo limitado. Pagkatapos ay ang katotohanang ang paggalaw ng mga bagay na may mataas na katumpakan sa komplikadong biofluids tulad ng laway, ihi, at dugo ay medyo kumplikado.
Ang iba pang mga balakid para sa nanorobot ay kinabibilangan ng real-time detection sa loob ng katawan at pag-abot ng tumpak na remote control para sa targeted therapy.
Gayundin, kapag dinisenyo ang mga microbot, lumilitaw ang tanong kung dapat ba silang tethered o untethered. Para sa isang untethered microrobot na epektibong gumana sa katawan ng tao, dapat itong magkaroon ng matatag na propulsion sa biofluids, malakas na payload capacity, mataas na biocompatibility upang maiwasan ang surgical removal, pinahusay na imaging para sa real-time visualization, at tumpak na targeting.
Dito, ang mga acoustically actuated robot ay nagpapakita ng malaking potensyal dahil sa mga benepisyo ng deep-tissue penetration, non-invasive operation, mabilis na tugon, matibay na propulsive forces, at kaligtasan.
Kaya, ipinakilala ng mga mananaliksik mula sa Caltech ang BAM — isang hydrogel-based, imaging-guided, bioresorbable acoustic microrobot na maaaring mag-navigate sa katawan ng tao nang may mataas na katatagan. Ang BAM ay hindi isang metal humanoid o bio-mimicking robot, ito ay isang maliit na bubble-like sphere.
Ayon kay co-corresponding author ng papel tungkol sa mga bot, si Wei Gao, na propesor ng medical engineering sa Caltech at Investigator ng Heritage Medical Research Institute:
“Nilikha namin ang isang solong platform na maaaring tugunan ang lahat ng problemang ito.”
Sa kanilang pananaliksik, napansin ng mga siyentipiko na nang subukan, natulungan ng mga bot ang koponan na matagumpay na maghatid ng therapeutic na nagpababa ng laki ng bladder tumors sa mga daga.
“Sa halip na ilagay ang gamot sa katawan at hayaang ito ay mag-diffuse kahit saan, ngayon maaari naming gabayan ang aming microrobots direkta sa tumor site at ilabas ang gamot sa isang kontrolado at epektibong paraan.”
– Gao
Habang umuunlad ang teknolohiyang BAM, inaasahan ng pag-aaral na magkakaroon ito ng malaking epekto sa sektor ng pangangalagang pangkalusugan at pangangalaga sa pasyente.
Ang Disenyo at Pagpapaunlad ng BAM
Ang bagong microrobot, na may spherical microstructures, ay gawa sa hydrogel na tinatawag na poly(ethylene glycol) diacrylate. Ang hydrogel ay nagsisimula bilang likido o resin, ngunit kapag ang network ng mga polymer sa loob nito ay nag-cross-link, ito ay nagiging solid.
Ang pagkakaroon ng ganitong komposisyon at microstructure ay nagpapahintulot sa mga hydrogel na mag-imbak ng malaking dami ng likido, na tumutulong sa koponan na malampasan ang problema ng pagiging biocompatible ng mga robot. Samantala, ang additive manufacturing fabrication ay nagbibigay-daan sa panlabas na sphere na magdala ng therapeutic cargo sa target na lokasyon sa loob ng katawan.
Ang mga microstructures at hydrogel recipe ay ginawa sa tulong nina Julia R. Greer, ang co-corresponding author, at nina Ruben F. at Donna Mettler, Propesor ng Materials Science, Mechanics, at Medical Engineering.
Para dito, gumamit ang kanyang grupo ng two-photon polymerization (TPP) lithography. Sa teknik na ito ng 3D printing, isang laser ang ginagamit upang lumikha ng komplikadong estruktura. Dito, ang ultra-fast pulses ng infrared laser light ay ginagamit upang selektibong i-cross-link ang photosensitive polymers habang sinusunod ang isang tiyak na disenyo.
Ang TPP lithography ay bumubuo ng high-resolution na estruktura layer by layer, na nagbibigay-daan sa koponan na makamit ang komplikadong anyo at mataas na precision. Nakapag-print (sumulat) ang grupo ng mga microstructure na halos 30 microns ang diyametro, na katumbas ng kapal ng buhok ng tao.
Tungkol sa hugis ng sphere ng estruktura, binanggit ni Greer na ito ay “napaka-komplikadong isulat” at nangangailangan ng kaalaman sa “ilang tricks of the trade upang maiwasan ang pag-collapse ng mga sphere sa sarili nila,” kaya’t isang malaking tagumpay na nagawa ito ng koponan.
“Nagawa naming hindi lamang i-synthesize ang resin na naglalaman ng lahat ng biofunctionalization at lahat ng medikal na kinakailangang elemento, kundi naisulat din namin ito sa isang tumpak na spherical shape na may kinakailangang cavity.”
– Greer
Ito ang panloob na estruktura ng sphere, at para sa panlabas na estruktura, ang mga microrobot ay mag-iincorporate ng magnetic nanoparticles at therapeutic drug sa kanilang huling anyo.
Ang magnetic nanoparticles ay nagpapahintulot sa mga mananaliksik na kontrolin ang mga robot at ituro ito sa lokasyon na nais gamit ang external magnetic field. At kapag naabot na nila ang target, nananatili ang mga robot sa lokasyong iyon, at ang gamot ay kusang kumakalat.
Pagdating sa panlabas na bahagi ng microstructure, dinisenyo pa ng koponan ito upang maging hydrophilic, na nangangahulugang naaakit ito sa tubig. Sa ganitong paraan, sinisiguro na ang mga indibidwal na robot ay hindi magdikit-dikit habang naglalakbay sa katawan.
Hindi tulad ng panlabas na surface ng microrobot, ang panloob na surface ay hindi ginawa na hydrophilic kundi hydrophobic dahil kailangan nitong humuli ng isang air bubble, na madaling matunaw.
Upang makabuo ng hybrid microrobot na ang panlabas ay naaakit sa tubig habang ang panloob ay tumatanggi, nagdisenyo ang koponan ng chemical modification.
Ang modification na ito ay binubuo ng dalawang hakbang; ang una ay pagdikit ng long-chain carbon molecules sa hydrogel, na epektibong ginagawa itong hydrophobic. Sa ikalawang hakbang, ginagamit ng mga siyentipiko ang oxygen plasma etching technique upang alisin ang carbon structures mula sa panlabas, ginagawa ang labas na hydrophilic.
Tinawag nilang “isa sa mga pangunahing inobasyon ng proyektong ito” ang kanilang chemical modification, sinabi ni Gao na ang asymmetric surface modification ang talagang nagbigay-daan upang “magamit ang maraming robot at pa rin mahuli ang mga bula para sa mahabang panahon sa biofluids, tulad ng ihi o serum.”
Ayon sa demonstrasyon ng koponan, pinahintulutan ng teknik na ito na tumagal ang mga bula ng ilang araw kumpara sa ilang minuto lamang kung wala ito.
Ngayon, bakit nga ba kailangan nating hulihin ang mga bula sa unang pagkakataon? Ang pagkakaroon ng mga hulihin na bula ay kailangan upang ilipat ang mga robot at subaybayan ang mga ito gamit ang real-time imaging.
Upang mapagana ang microrobot na umusad, naglagay ang mga mananaliksik ng sphere na may dalawang cylinder-like openings. Natuklasan ng koponan na ang pagkakaroon ng dalawang bukas ay nagbigay-daan sa mga robot na gumalaw sa iba’t ibang biofluids nang mas mabilis kaysa sa isang bukas.
Kapag inilantad sa ultrasound field, ang mga bula sa loob ng robot ay nag-vibrate, na nagdudulot ng pagdaloy ng likido palayo dito, na itinutulak ang robot sa likido.
Ang bula, na nakahuli sa bawat microstructure, ay nagsisilbing mahusay na ultrasound imaging contrast agent, na nagpapahintulot sa real-time monitoring ng mga bot in vivo.
Sinubukan ng koponan ang mga microrobot bilang drug-delivery tool sa mga daga na may bladder tumors. Sa loob ng 22 araw, apat na beses na naghatid ng therapeutic gamit ang microrobots. Natuklasan na ang mga paghahatid na ito ay mas matagumpay sa pagpapababa ng laki ng tumor kumpara sa mga hindi gumamit ng robot. Ayon kay Gao:
“Sa tingin namin ay napakapanatag na platform ito para sa drug delivery at precision surgery. Sa hinaharap, maaari naming suriin ang paggamit ng robot na ito bilang platform para maghatid ng iba’t ibang uri ng therapeutic payloads o agents para sa iba’t ibang kondisyon. At sa pangmatagalan, inaasahan naming subukan ito sa mga tao.”
Kompanyang Maaaring Investan sa Sektor ng Medikal na Robotics
Ngayon, tingnan natin ang isang kilalang kumpanya sa larangang ito:
Intuitive Surgical
Ang kumpanyang may market cap na $186.6 bilyon ay kilala sa pag-develop, paggawa, at pag-market ng da Vinci surgical system at ng Ion endoluminal system. Ang mga produkto at serbisyo ng Intuitive Surgical (ISRG ) ay nagbibigay-daan sa pinabuting kinalabasan ng pasyente.
ISRG Tsart ng Presyo
Sa oras ng pagsulat, ang kanilang mga shares ay nagte-trade sa $517, tumaas ng 55.3% YTD, habang may EPS (TTM) na 6.2 at P/E (TTM) na 84.22. Para sa Q3 2024, ang kumpanya nag-ulat ng $2.04 bilyon na kita, tumaas ng 17% mula sa parehong quarter noong nakaraang taon.
Sa panahong ito, tumaas ng halos 18% ang worldwide da Vinci procedures kumpara sa 3Q23, at lumago ang installed base nito sa 9,539 na system, kung saan naglagay ang Intuitive Surgical ng 379 na ganitong system. Nakuha rin ng kumpanya ang regulatory clearance para sa system sa South Korea.
Konklusyon
Ang robotics ay nakakakuha ng malaking atensyon sa buong mundo at sa iba’t ibang industriya. Ang pangangailangan para sa mga robot sa pangangalagang pangkalusugan ay partikular na malakas at patuloy na lumalago dahil sa kanilang kakayahang pasimplehin ang clinical workflows, tumulong sa operasyon, bawasan ang panganib ng impeksyon, at magbigay ng mas ligtas na kapaligiran at mataas na kalidad ng pangangalaga sa pasyente.
Ang pinakabagong pananaliksik sa nanorobots, tulad ng nabanggit natin ngayon, ay nagpapakita ng medikal na breakthrough na maaaring baguhin ang industriya ng pangangalagang pangkalusugan sa pamamagitan ng paggamot sa mga kondisyon na hindi lamang mahirap kundi maaaring imposibleng gamutin. Ito ay tiyak na nagbubukas ng daan para sa pinahusay na mga therapy at mas malusog na kinabukasan.
I-click dito para sa listahan ng mga nangungunang robotics surgery stocks.
