211service.com
Małe roboty naprawiają złamane serca
U pacjentów kardiologicznych naprawa wad często wymaga operacji na otwartym sercu i czasowego paraliżu narządu. Ale zestaw zrobotyzowanych narzędzi opracowany przez badacze z Boston Children’s Hospital może ostatecznie umożliwić chirurgom operację serca przez małe nacięcia, podczas gdy serce nadal bije.
Stosowanie małych nacięć i wprowadzanie narzędzi zrobotyzowanych jest coraz powszechniejsze w wielu rodzajach chirurgii. Taka tak zwana minimalnie inwazyjna chirurgia oferuje szybszy czas powrotu do zdrowia niż konwencjonalna chirurgia i mniejsze ryzyko infekcji, ponieważ skaleczenia w ciele są znacznie mniejsze. W przypadku małoinwazyjnej kardiochirurgii narzędzia zrobotyzowane musiały być dostarczane przez cewniki — gładkie, elastyczne rurki, które mogą pomieścić na przykład stent otwierający tętnicę. Ale ponieważ są elastyczne, cewniki mogą wywierać tylko niewielką siłę i mogą być trudne do precyzyjnego ustawienia.
Zamiast tego zespół z Boston Children's Hospital używa robotów z zakrzywionymi metalowymi rurkami, aby stworzyć sztywniejszą platformę dostarczania narzędzi wewnątrz serca. Dzięki standardowym zabiegom na otwartym sercu możemy przeciągnąć tkankę z jednego obszaru do drugiego. Nie możemy tego zrobić za pomocą cewnika. Te roboty mogą wywierać pewną siłę, dzięki czemu są w stanie zrobić większość tego, co robi chirurg, z wyjątkiem nawigowania przez naczynia krwionośne, mówi Pedro del Nido , kardiochirurg dziecięcy zaangażowany w projekt.
Urządzenia docierają do serca przez nacięcie w szyi, które prowadzi do żyły szyjnej. Stamtąd długie, wąskie koncentryczne rurki przenoszą urządzenia chirurgiczne przez duże naczynia krwionośne do serca.
Jedno z narzędzi zespołu może zamknąć dziury w sercu. Chirurdzy zazwyczaj zamykają takie otwory szwem w procedurze, która wymaga operacji na otwartym sercu i zatrzymania akcji serca. Zespół Dziecięcy, kierowany przez bioinżyniera Pierre Dupont , a jego współpracownicy w Mikrotkanina opracowali metalowe urządzenie przypominające szew, które może być zakładane przez robota z koncentryczną rurką. Kluczem do opracowania urządzenia w skali milimetrowej był wyspecjalizowany proces produkcyjny, dzięki któremu potrzebne były maleńkie koła zębate, łańcuchy i koła pasowe. Urządzenie przypominające szew przebija tkankę serca po obu stronach otworu i rozciąga skrzydła, które chwytają każdy kawałek tkanki. Następnie mechanizm zapadkowy łączy te dwie części, natychmiast uszczelniając otwór. Teraz w bliskim kontakcie kawałki tkanki prawdopodobnie łączą się ze sobą i wokół metalowego implantu.
Grupa Dupont jest jednym z nielicznych zespołów badawczych, które starają się wprowadzić bogaty zestaw narzędzi do schowanych miejsc w ciele bez potrzeby dużych otworów. Dzięki tym urządzeniom staramy się uzyskać to, co najlepsze z obu światów — czyli minimalnie inwazyjną procedurę, która może wykorzystać wszystkie umiejętności chirurga — mówi Howie Choset, inżynier z Carnegie Mellon University, który opracowuje własny chirurg. urządzenia zrobotyzowane. Kiedy otwierasz serce, możesz zrobić wiele rzeczy — chcemy zdobyć te zdolności bez robienia dużego nacięcia.
Zespół Children’s przetestował urządzenie zamykające na żywych świniach, a chirurdzy byli w stanie naprawić dziury w aktywnie pompującym sercu. Jednym z wyzwań operowania przez małe nacięcia jest to, że chirurg nie może bezpośrednio zobaczyć, gdzie znajduje się urządzenie. Dlatego zespół wykorzystuje kombinację zdjęć rentgenowskich i ultradźwięków w czasie rzeczywistym, aby nawigować robotem w sercu i monitorować rozmieszczenie urządzeń.
Nieregularny wzrost tkanki wewnątrz serca może utrudniać funkcjonowanie narządu, dlatego zespół i jego współpracownicy opracowali również obrotowe urządzenie tnące do końcówki robota z koncentryczną rurką. Urządzenie integruje nawadnianie i odsysanie płynów, procesy ważne podczas pracy na sprawnym sercu.
Wewnątrz bijącego serca, jeśli odetniesz jakiś kawałek tkanki, nie chcesz, aby uciekł, ponieważ może wystrzelić i zatkać tętnicę, być może spowodować udar, mówi Dupont. Urządzenie zasysa zanieczyszczenia, jednocześnie odcinając tkankę. Kolejnym wyzwaniem w sercu wypełnionym krwią jest krzepnięcie, naturalna reakcja na obcy materiał. Dlatego urządzenie nawadnia resztki tkanek roztworem soli fizjologicznej zapobiegającym powstawaniu zakrzepów, aby zapobiec zatykaniu robota.
Do tej pory urządzenie tnące było testowane tylko w sercach wieprzowych na stole laboratoryjnym. Ale grupa planuje wkrótce przetestować go na żywych świniach.