«Вместе сильнее»: колонну крошечных роботов объединили в паровозик — как это поможет немецким хирургам проводить операции

Электрохирургическая операция по удалению закупорки желчного протока была тестовой и на органах свиньи, но разрабатывают роботов для помощи человеческим хирургам. Научную статью опубликовали в Advanced Science.

Список возможных применений крошечных роботов в медицине велик: от адресного применения лекарств до зондирования и хирургических операций. Для этого уже разработали и протестировали целый арсенал роботов, от нанометровых до сантиметровых.

При этом со многими задачами уже существующие маленькие помощники справиться пока не могут. Например, в эндоскопической микрохирургии необходимые инструменты зачастую слишком тяжелы, чтобы робот размером в миллиметр мог доставить их к месту назначения. Другая распространенная проблема заключается в том, что роботы часто вынуждены ползти. Поскольку поверхности многочисленных структур тела покрыты слизью, роботы скользят на ней и не могут передвигаться.

Для решения этих проблем несколько роботов объединили в одного и оснастили противоскользящими ножками. Устройство назвали TrainBot. Управляется TrainBot с помощью вращающегося магнитного поля. Система управления рассчитана на расстояния в масштабах человеческого тела.

Колонну, состоящую из трех TrainBot, уже использовали для моделирования операции по открытию желчного протока. Закупорка часто случается у больных раком желчных протоков и представляет большую опасность для пациентов. Для эндоскопической диагностики и устранения «засора» гибкий эндоскоп вводят через рот в тонкую кишку, а оттуда — в желчный проток. Одна из главных трудностей при этом заключается в том, чтобы эндоскоп прошел от кишки к протоку под острым углом.

По словам руководителя проекта Тянь Цю, именно в этом гибкий робот может продемонстрировать свои преимущества. TrainBot успешно маневрировал эндоскопическим инструментом для электрического удаления тканей в желчном протоке. При этом проволочный электрод был длиной 25 сантиметров и весил в 3,5 раза больше, чем робот.

Ученые назвали результаты эксперимента многообещающими. Первый автор статьи Мункванг Чон с оптимизмом ожидает, что команды роботов пригодятся и для решения других задач эндоскопической хирургии. Например, другая колонна TrainBot могла бы доставить после операции катетер или лекарства.