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机器人植入物刺激体内的组织再生
2020年12月31日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿

波士顿儿童医院的研究人员报告说,植入的可编程医疗机器人可以通过施加牵引力来逐渐加长管状器官,从而刺激发育不良的器官中的组织生长,而不会干扰器官功能或引起明显的不适。


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今天在《科学机器人》杂志中描述的机器人系统在大型动物中引起细胞增殖并使食管的一部分延长了约75%,而动物却保持清醒和活动。


研究人员说,该系统可以治疗长间隙食管闭锁症,这是一种罕见的先天性缺陷,其中一部分食道缺失,也可以用于加长短肠综合征的小肠中国机器人网vrovro.com


目前对长距离食管闭锁最有效的手术称为Foker手术,它使用锚固在患者背部的缝合线逐渐拉动食道。


为防止食道撕裂,患者必须在医学上引起的昏迷中瘫痪,并在重症监护室进行机械通气一到四个星期。


长时间的固定也会引起医疗并发症,例如骨折和血栓。


医学博士Russell Jennings博士说:“该项目证明了微型机器人可以诱导生物体内器官生长以进行修复或置换的概念证明,同时避免了目前最困难的食道闭锁病例所需的镇静和麻痹作用。”波士顿儿童医院食道和气道治疗中心主任,也是该研究的共同研究者。“


这种机器人的潜在用途尚待充分探索,但肯定会在不久的将来应用于许多器官。”


机器人植入物利用机械力轻轻地延长了食道。


电动机器人设备仅安装在食道上,因此可使患者自由活动。


它由光滑,生物相容的防水“皮肤”覆盖,包括两个连接环,围绕食道放置并用缝合线缝合到位。体外的可编程控制单元将可调节的牵引力施加到环上,从而沿所需方向缓慢稳定地拉动组织。


该设备在猪的食道中进行了测试(五只接受了植入物,三只用作了对照)。两个环之间的距离(以相反的方向拉动食道)每天增加2.5毫米,持续8至9天。即使使用该装置对其食道进行牵引,这些动物也能够正常进食,并且没有不适的迹象。

 

在第10天,食管段的长度平均增加了77%。组织检查显示组成食道的细胞增殖。器官也保持其正常直径。


食道种植机器人植入物。


这项研究的高级研究员,波士顿儿童医院儿科心脏生物工程学负责人皮埃尔·杜邦(Pierre Dupont)博士说:“这表明我们并不仅仅是伸展食道-它通过细胞生长而延长。”


该研究小组现在开始在短肠综合症的大型动物模型中测试机器人系统。尽管长间隙食管闭锁症非常罕见,但短肠综合征的患病率更高。


新生儿肠道坏死性小肠结肠炎,成人克罗恩氏病,严重的感染或需要切除大部分肠道的癌症可能会引起肠蠕动。


该研究的合著者肠胃病专家彼得·恩戈说:“短肠综合症是一种毁灭性疾病,需要患者静脉注射。” 


“反过来,这可能会导致肝功能衰竭,有时需要肝或多脏器(肝肠)移植,结果既具有破坏性,又代价高昂。”


机器人两个环附件之间的食道区域在使用八到九天后平均增长了77%。


该小组希望获得支持,以继续在大型动物模型中对该设备进行测试,并最终进行临床试验。他们还将测试其他功能。


杜邦说:“没人知道施加到器官上以诱导生长的最佳力量。” “事实上,今天,我们甚至不知道我们在临床上施加什么力量。这完全基于外科医生的经验。机器人设备可以找出最佳施加力,然后精确地施加这些力。”


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