一種可以通過(guò)內(nèi)窺鏡插入病人胃中的蛇形機(jī)器人原型

據(jù)外媒報(bào)道，如果不及時(shí)治療，胃壁上的開(kāi)放性傷口會(huì)變得很嚴(yán)重，有時(shí)甚至還需要手術(shù)治療。不過(guò)在不太遙遠(yuǎn)的將來(lái)，一個(gè)小型機(jī)器人有可能從體內(nèi)將新的細(xì)胞移植到這些傷口上。雖然大家已經(jīng)聽(tīng)說(shuō)過(guò)用于幫助愈合傷口的生物穿刺器，但這種設(shè)備通常相當(dāng)大，因此僅限于用于外部損傷。

而在最近，中國(guó)清華大學(xué)的Tao Xu教授開(kāi)始著手改變這種狀況。

通過(guò)跟博士生Wenxiang Zhao的合作，Xu開(kāi)發(fā)出了一種可以通過(guò)內(nèi)窺鏡插入病人胃中的蛇形機(jī)器人原型。這是一個(gè)德?tīng)査C(jī)器人，這意味著它的頭部由一個(gè)剛性基座組成，周圍環(huán)繞著三條獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的手臂。插入時(shí)，它會(huì)折疊成非常細(xì)的形狀，然后在到達(dá)傷口部位時(shí)打開(kāi)。一旦進(jìn)入目標(biāo)位置后，它的手臂就會(huì)擠出一根管子并擠壓出兩種水凝膠生物墨水--一種含有人胃上皮細(xì)胞，另一種含有人胃平滑肌細(xì)胞。之后，這些物質(zhì)被沉積在兩層獨(dú)立的層上從而形成覆蓋在傷口上的支架。

Zhao介紹稱：“我們用兩種方式測(cè)試了這個(gè)系統(tǒng)。首先，利用人體胃和內(nèi)窺鏡的生物模型來(lái)模擬插入和打印過(guò)程中的操作元素。然后，我們?cè)诩?xì)胞培養(yǎng)皿中進(jìn)行了生物打印試驗(yàn)以此來(lái)測(cè)試設(shè)備在生物打印可用細(xì)胞和修復(fù)傷口上的有效性[…]為期10天的細(xì)胞培養(yǎng)顯示，打印細(xì)胞保持在一個(gè)較高的生存能力和穩(wěn)定增殖，這顯示了打印細(xì)胞支架中細(xì)胞的良好生物功能?！?/p>

Xu補(bǔ)充稱，他們還有很多工作要做，比如進(jìn)一步小型化機(jī)器人的打印平臺(tái)、改進(jìn)生物墨水等等。

相關(guān)研究報(bào)告已發(fā)表在《Biofabrication》上。