Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Bezprzewodowe narzędzie chirurgiczne

Recommended Posts

Na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa przetestowano niezwykłe narzędzia chirurgiczne. Mają one wielkość cząsteczki kurzu, operują wewnątrz ciała i, co niezwykle istotne, do pracy nie potrzebują żadnych baterii, kabli czy tub umożliwiających mechaniczne manipulowanie. Miniaturowe narzędzia są poruszane i aktywowane za pomocą sygnałów cieplnych lub biochemicznych.

Podczas eksperymentu minichwytak o średnicy 1/10 milimetra pobrał próbkę z tkanki zwierzęcej umieszczonej wewnątrz wąskiej tuby. Innymi słowy, przeprowadzono próbę, która odpowiadała biopsji wewnątrz organizmu pacjenta.


Narzędzie jest jeszcze zbyt niedoskonałe, by wykorzystać je u człowieka, jednak David H. Gracias, który nadzorował projekt, uważa, że urządzenia aktywowane sygnałami termobiochemicznymi zapowiadają przełom w inżynierii. Wykazaliśmy, że mogą powstać tanie, masowo produkowane mikronarzędzia uruchamiane za pomocą nietoksycznych sygnałów biochemicznych. To ważny krok w kierunku stworzenia całkiem nowej klasy reagujących na sygnały biochemiczne mikro- i nanonarzędzi chirurgicznych, które być może będą nawet działały autonomicznie, pozwalając lekarzom na diagnozowanie chorób i przeprowadzanie zabiegów w bardzie efektywny i mniej inwazyjny sposób - mówi Gracias.

Obecnie wykorzystuje się mikronarzędzia, jednak są one połączone z kablami lub tubami, dzięki czemu możliwa jest manipulacja nimi. Jednak te połączenia znakomicie utrudniają nawigację i dotarcie do wielu miejsc. Zespół Graciasa stworzył narzędzia z niklu pokrytego złotem. Możliwe więc było przesuwanie ich za pomocą magnesów. każde narzędzie składa się z 6 "palców" i nieco przypomina kraba. "Palce" połączone są z "tułowiem" za pomocą "stawów" wykonanych z cienkich warstw chromu i miedzi. W normalnych warunkach taka konstrukcja doprowadziłaby do natychmiastowego zaciśnięcia się "palców". Dlatego też całość wzmocniono polimerem, który temu zapobiega.

Po przybyciu chwytaka na miejsce pracy, naukowcy podgrzewali je do 40 stopni Celsjusza. To wystarczyło, by polimer uległ zmiękczeniu, a "palce" się zacisnęły. Polimer można zmiękczać też za pomocą różnych, nietoksycznych, środków chemicznych.

W czasie eksperymentów naukowcy za pomocą mikrochwytaka wyodrębniali z tkanek żywe komórki i przenosili je. Komórki były żywe jeszcze 72 godziny później, co dowodzi, iż chwytak ich nie uszkodził.

Udostępniono też film, prezentujący narzędzie w akcji.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zminiaturyzować się da, gorzej na razie z szybkością działania - pewnie będzie trzeba precyzyjnych wkłuć.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas rozwiązywania problemów południowoamerykańskie płaszczki słodkowodne Potamotrygon castexi potrafią posłużyć się strumieniem wody jak narzędziem. Naukowcy zaobserwowali, że wyuczą się takiego zachowania, by wydobyć pożywienie ukryte wewnątrz plastikowej rurki (Animal Cognition).
      Przedstawiciele izraelsko-austriacko-amerykańskiego zespołu uważają, że odkrycie to zadaje kłam przekonaniu, że ryby działają wyłącznie na zasadzie prostego odruchu. W rzeczywistości nie ustępują pod względem zdolności poznawczych ptakom, gadom, a nawet ssakom.
      Płaszczki słodkowodne/rzeczne (Potamotrygonidae) są rybami chrzęstnoszkieletowymi. Występują wyłącznie w tropikalnych strefach Ameryki Południowej. Dr Michael Kuba z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie przypuszcza, że w przeszłości nie doceniano inteligencji płaszczek głównie ze względu na trudności związane z ich badaniem. Są one większe od innych zwierząt modelowych, np. gupików, myszy czy danio pręgowanych, poza tym, tak jak rekiny, uznawano je za maszyny czystego odruchu o bardzo czułych zmysłach i równie ograniczonym umyśle.
      Ekipa Izraelczyka prowadziła eksperymenty z akwariowymi P. castexi. Wykorzystując zapieczętowaną z jednej strony rurkę z jedzeniem, biolodzy sprawdzali, jak ryba poradzi sobie z wyzwaniem. Patrzyli też, czy zwierzę będzie w stanie odróżnić czarny koniec tuby od białego.
      Płaszczki nie tylko doskonale radziły sobie z zadaniami, lecz również stosowały szereg strategii pozwalających rozwiązać problem, np. posługiwały się strumieniem wody jak narzędziem. Płaszczki lokowały się nad białym końcem rurki i zaczynały tak falować swoim ciałem, by przepływ wody ściągnął smakołyk wprost do nich.
      Podobny zabieg jest wykorzystywany przez inne ryby – strzelczykowate. Te małe okoniokształtne "plują" wodą w kierunku siedzących na liściach owadów. Płaszczki manipulują strumieniem wody, by wydobyć pokarm, który utknął między roślinami na powierzchni akwarium. Zachowanie to zostało utrwalone na filmie.
      Historia zaczęła się we wrześniu 2003 roku, gdy do wiedeńskiego zoo przybyły dorosłe płaszczki z ogrodu Parc Merveilleux w Luksemburgu. Jedna z samic była ciężarna i 16 października urodziło się jeszcze 6 młodych. Zostały one przetransportowane do własnego 850-litrowego akwarium. By zmniejszyć naświetlenie i zawartość składników odżywczych, wprowadzono tam rośliny wodne (rzęsowate). Z czasem utworzyły tak gęstą warstwę, że płaszczki zaczęły podpływać pod powierzchnię, ustawiały się do góry brzuchem, a następnie przepompowywały wodę przemieszaną z rzęsą do niższych partii zbiornika. Pewnego dnia po raz pierwszy wypluły strumień daleko poza brzeg akwarium.
      Dzięki rurce biolodzy stwierdzili, że płaszczki zawsze wysysają pokarm, nigdy nie "wydmuchują". Kiedy naukowcy zamontowali wewnątrz tuby siatkę, przez co do jedzenia można się było dobrać tylko z jednej (białej) strony, ryby szybko opanowały tę sztuczkę.
      [Płaszczki] są przedstawicielami jednej z najstarszych linii kręgowców, więc zgromadzenie wiedzy o ich zdolnościach pomoże nam lepiej zrozumieć ewolucję inteligencji kręgowców – podsumowuje Kuba.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Już niedługo prowadzenie operacji na bijącym sercu mogą stać się o wiele prostsze. Wszystko dzięki robotycznemu ramieniu dostosowującemu swoją pozycję do ruchów najważniejszego mięśnia organizmu.
      Autorami wynalazku są inżynierowie z Laboratorium Informatyki, Robotyki i Mikroelektroniki w Montpellier: Rogério Richa, Philippe Poignet oraz Chao Liu. Opracowane przez nich urządzenie analizuje w czasie rzeczywistym ruchy bijącego serca oraz poruszających się płuc, a następnie - na podstawie zebranych informacji - tworzy matematyczny model pozwalający na przewidywanie kolejnych skurczów i rozkurczów związanych z pompowaniem krwi oraz wdechami i wydechami.
      Wyniki obliczeń są przekazywane do robotycznego ramienia trzymającego narzędzia chirurgiczne. Na podstawie otrzymanych informacji urządzenie porusza się w sposób pozwalający na dostosowanie własnej pozycji do ruchów organów. Umożliwia to utrzymanie stałej odległości np. od ściśle określonego punktu na ścianie serca.
      Dla chirurga prowadzącego operację korzyść z zastosowania tego wynalazku jest oczywista. Dzięki automatycznej regulacji położenia robotycznego ramienia lekarz może zachowywać się tak, jakby pracował na nieruchomym organie. Znacząco zwiększa to bezpieczeństwo zabiegu i ogranicza ryzyko popełnienia błędu.
      Dodatkową zaletą jest możliwość uniknięcia procedury zatrzymania lub osłabienia krążenia, które często bywa konieczna podczas typowych operacji na otwartym sercu.
      Data rynkowej premiery urządzenia nie została podana nawet w przybliżeniu. Można się jednak spodziewać, że jeżeli znajdzie się inwestor skłonny do sfinansowania dalszych badań nad jego rozwojem, robotyczne ramię może pojawić się na salach operacyjnych już za kilka lat.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Być może już niedługo chirurg wycinający zmianę nowotworową będzie w stanie niemal w czasie rzeczywistym dowiedzieć się, czy tkanka znajdująca się pod skalpelem jest zdrowym fragmentem organu, czy też zgrupowaniem patologicznych komórek. Wszystko dzięki aparatowi opracowanemu przez badaczy z Uniwersytetu Justusa Liebiga w niemieckim Giessen.
      Prof. Zoltán Takáts, pomysłodawca nowego rozwiązania, wpadł na swój pomysł podczas przemyśleń na temat pracy chirurga. Naukowiec uświadomił sobie, że podczas pracy tzw. noża elektrycznego (odmiany skalpela pozwalającej na jednoczesne cięcie tkanki i zablokowanie krwawienia dzięki ciepłu wytwarzanemu przez przepływ prądu elektrycznego) znad operowanego obszaru uwalnia się gaz zawierający cząsteczki zawarte pierwotnie w tkance. Zwykle opary te, szkodliwe dla człowieka, odsysa się do specjalnego filtra i neutralizuje. Autor nowatorskiego pomysłu uznał jednak, że można dla nich znaleźć lepsze zastosowanie.
      Pomysł prof. Takátsa polegał na podłączeniu wylotu szkodliwych gazów do spektrometru masowego - superprecyzyjnego aparatu pozwalającego na identyfikację niemal dowolnych cząsteczek na podstawie pomiaru ich masy cząsteczkowej. W normalnych warunkach metoda ta wymaga jonizacji badanej substancji za pomocą zjonizowanego gazu lub ciepła, lecz zadanie to wykonuje sam nóż elektryczny, który znacząco podnosi temperaturę tkanki. 
      Spektrometr zastosowany przez badaczy z Giessen ustawiono tak, by informował chirurga o obecności (bądź jej braku) tzw. biomarkerów, czyli substancji występujących w komórkach nowotworowych, lecz nieobecnych w zdrowej tkance. Lekarz może na tej podstawie precyzyjnie określić, czy w danej chwili operuje skupisko komórek nowotworowych, czy też dotarł do obszaru wolnego od choroby. 
      W normalnych warunkach ustalenie charakteru wycinanych komórek jest możliwe dopiero po mikroskopowej analizie wycinków tkanki, lecz test taki musi, niestety, trochę potrwać. Metoda opracowana na niemieckim uniwersytecie pozwala tymczasem na uzyskanie wyników po niecałej sekundzie od rozgrzania skalpela. 
      Dotychczas nowy system przetestowano podczas kilku operacji na zwierzętach. Ich wyniki były niezwykle obiecujące, co pozwoliło na rozpoczęcie negocjacji w sprawie komercjalizacji wynalazku. Niestety, barierą dla upowszechnienia się tego rozwiązania może być koszt spektrometru masowego, wynoszący co najmniej kilkaset tysięcy złotych.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Choć o inteligencji ptaków z rodziny krukowatych napisano już setki prac, zwierzęta te nie przestają zadziwiać. Świadczą o tym choćby wyniki najnowszych badań, przeprowadzonych przez brytyjskich naukowców. Wynika z nich, że gawrony, pospolici przedstawiciele krukowatych, potrafią bez jakiegokolwiek przygotowania wykorzystać dostępne w ich otoczeniu narzędzia do upolowania zdobyczy.
      Autorzy studium, Christopher Bird z University of Cambridge oraz Nathan Emery z Queen Mary University of London, postanowili sprawdzić inteligencję gawronów podczas zdobywania pożywienia. Przygotowali w tym celu słój wypełniony wodą w taki sposób, by lustro cieczy było poza zasięgiem dzioba ptaka, a następnie umieścili w nim robaka - jeden z podstawowych składników diety krukowatych.
      Jedyną pomocą, jaką gawrony uzyskały od badaczy, było przygotowanie stosu kamieni. To niewiele, lecz ptaki bardzo szybko i bez wcześniejszego treningu zaczęły wrzucać je do słoja tak, by podnieść lustro wody i podsunąć robaka pod sam dziób.
      Jakby tego było, po kilku próbach ptaki zaobserwowały, że poziom cieczy podnosi się najszybciej po wrzuceniu największego kamienia, i zaczęły regularnie stosować taką właśnie metodę polowania.
      W kolejnym eksperymencie wykorzystano podobny słój, lecz wypełniono go trocinami. Tym razem ptaki szybko dostrzegły, że używanie kamieni nie ma sensu, ponieważ miękkie podłoże zapada się pod ich ciężarem i utrudnia wydobycie pokarmu. Efektem była szybka rezygnacja z bezcelowego wysiłku.
      Co ciekawe, w naturze krukowate nie zachowują się równie sprytnie (a przynajmniej nikt tego nie zaobserwował). Bird i Emery tłumaczą jednak, że nie wynika to z braku zdolności, lecz z faktu, iż jest to zwyczajnie niepotrzebne. W swoim naturalnym otoczeniu ptaki te... nie mają bowiem większych problemów ze znalezieniem dostatecznej ilości pożywienia. 
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Liczba osób, które "zawsze wiedzą lepiej", jest tak wielka, że nic nie powinno nas już dziwić. Ale czy można przejść obojętnie obok historii człowieka, który postanowił wykonać na własnym ciele zabieg... obrzezania za pomocą obcinaczek do paznokci? Trudno w to uwierzyć, ale właśnie taki pomysł przyszedł do głowy pewnemu Anglikowi.
      Sprawa jest podwójnie dziwna, gdyż brytyjska państwowa służba zdrowia oferuje wycięcie napletka zupełnie za darmo. Mimo to, młody Brytyjczyk postanowił wziąć sprawy w swoje ręce. Po zdezynfekowaniu przyrodzenia za pomocą etanolu oraz przyjęciu dawki środka znieczulającego (oczywiście także alkoholowego, lecz przyjętego doustnie) nieszczęśnik zamknął się w łazience i przystąpił do pracy.
      Pomimo najlepszych chęci, zabieg nie miał prawa skończyć się dobrze. W pewnym momencie mężczyzna nie wytrzymał narastającego bólu i wezwał karetkę pogotowia. Ratownicy natychmiast przewieźli chirurga-amatora na oddział ratunkowy szpitala w Stevenage (hrabstwo Hertfordshire).
      Jest to jedna z tych rzeczy, której nigdy byśmy nie polecili młodym mężczyznom, przyznał w wywiadzie z dziennikarzami jeden z ratowników przybyłych na miejsce zdarzenia. Efekty [zabiegu] mogą być dość przerażające i silnie wpłynąć na zdolności seksualne mężczyzny.  
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...