10 января 2018 г. в журнале «Science Robotics» была опубликована научная статья, которая является результатом совместной работы группы ученых из США, Великобритании, Аргентины, Японии, Италии и Кореи (всего 18 экспертов). Роботы, существующие внутри человеческого тела для восстановления или улучшения биологических функций, долго были объектом научной фантастики. Создание таких роботов упиралось в трудность создания связей между имплантом и «био-хозяином», а также дизайна импланта.

Группа ученых создала роботизированный имплант для регенерации тканей. Такой робот сконструирован для механического стимулирования удлинения трубчатых органов, таких как пищевод или кишки, с помощью специального контролируемого компьютером приложения.

Имплантируемые программируемые медицинские роботы могут существенно увеличить трубчатые органы в длину с помощью их растяжения, которое стимулирует рост клеток в недоразвитых органах без вмешательства в функции органа или причинения какого-либо значимого дискомфорта.

Тестирование этих имплантов на пищеводе животных показало, что применяемые для растяжения силы могут вызывать рост клеток и удлинение органа примерно на 75% в течение 10 дней без потери диаметра органа, при этом животные находились в сознании, были мобильны и нормально питались.

Такие роботы могут служить инструментом для исследования механотрансдукции (получение прогнозируемого биологического отклика тканей на специфическую механическую стимуляцию её поверхности), а также может быть клинически применено для лечения таких медицинских состояний как синдром короткого кишечника или атрезия пищевода.

В настоящее время для лечения атрезии пищевода требуется длительная седация и парализованность пациента, новые техники позволят полностью избежать таких серьезных неудобств и существенно облегчат жизнь нуждающимся пациентам, которые смогут вести обычный образ жизни во время лечения.

Потенциал использования таких органов должен быть еще всесторонне изучен, но уже теперь очевидно, что в ближайшем будущем они будут применяться для многих трубчатых органов.

Имплант покрыт гладкой, биосовместимой, водонепроницаемой «кожей» и состоит из двух колец, которые крепятся вокруг трубчатого органа, к которому они пришиваются. Программируемое устройство управления находится вне тела пациента и применяет точные подстраиваемые силы растяжения органа кольцами, которые медленно и непрерывно растягивают орган в нужном направлении.

Роботизированное устройство предельно точно вычисляет силы, с которыми нужно воздействовать на орган для его роста и так же точно их применяет.

Орган не просто растягивается, он увеличивается именно за счет роста клеток.

Сейчас ученые тестируют данный имплант при синдроме короткого кишечника на крупных животных и планируют проводить клинические испытания на людях.

Синдром короткого кишечника встречается гораздо чаще, чем атрезия пищевода. Если опыты пройдут успешно, это подарит надежду огромному числу людей, включая людей с клоакальной экстрофией, болезнью Крона, некротическим энтероколитом, а также после удаления части кишки при раке кишечника и других состояниях.

Оригинал статьи опубликован в журнале «Science Robotics», 10.01.2018, DOI: 10.1126/scirobotics.aaq0018

Подпись автора

Не спрашивай, по ком звонит колокол: он звонит по тебе © (Джон Донн)