编辑| CJ简介:本文介绍了波士顿儿童医院的最新研究,即在人体中植入微型AI机器人如何刺激人体组织细胞增殖。
未来将进行临床试验,预计该方法可用于治疗先天性长期疾病。
间质性食管闭锁及短肠综合征等疾病。
波士顿儿童医院的研究人员报告说,植入体内的可编程医疗机器人可以通过施加牵引力逐渐延长管状器官,从而刺激一些发育不良的生长而不影响器官功能。
器官的组织细胞生长,这个过程中并没有发现明显的不适症状。
美国时间1月10日,《Science Robotics》(美国杂志《Science Robotics》旗下杂志)中描述的机器人系统可以在动物清醒甚至运动时诱导细胞增殖并伸展部分食道约10秒。
75%。
研究人员表示,该系统可以治疗先天性长间隙食管闭锁,这是一种罕见的先天缺陷,部分食管缺失,也可以用于治疗短肠综合症。
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Foker Process示意图 ↑ 目前治疗长间隙食管闭锁最有效的方法称为Foker process(由明尼苏达大学John Foker博士创立)。
这种方法通过从患者背部进入的缝线缓慢地将食道向下拉动。
从而将其连接到胃。
为了防止过程中可能发生的食管撕裂,患者必须接受全身麻醉,佩戴机械人工呼吸抢救装置,并在重症监护室观察一到四个星期。
长时间不活动还可能导致骨折和血栓等医疗并发症。
“该研究项目表明,微型机器人可以诱导活体器官中组织细胞的增殖,同时消除对最严重食管闭锁患者进行全身麻醉的需要。
” Russell Jennings,医学博士詹宁斯,也是波士顿儿童医院食管和呼吸护理中心的外科主任,也是该研究的领导者之一。
“像机器人这样的潜在用途需要探索,但在不久的将来,这些机器人肯定会应用于更多的器官。
”这种人工智能机器人设备可以固定在食道上,以便患者可以自由活动。
该装置由光滑、不排斥、防水的“皮肤”覆盖,由两个连接环组成,放置在食道周围并在切口处缝合。
体外的可编程控制器对环施加可调节的牵引力,缓慢而稳定地将组织拉向所需的方向。
实验装置示意图↑(从上到下分别是机器人、食道、两个连接环)。
该装置已在猪的食道中进行了测试(其中五只接受了植入物,三只作为控制器)。
从8天到9天多,两个环之间的距离(向相反方向拉动食道)平均每天增加2.5毫米。
这些动物能够正常进食,即使设备拉动它们的食道,也没有表现出任何不适的迹象。
到实验的第十天,食道的长度平均增加了 77%。
通过检查这些新细胞组织获得的结果也表明这些是正常的食管细胞增殖。
同时,这些增殖完成后,食道的直径也保持在正常水平。
“这表明我们并不是简单地延长食道,而是通过细胞增殖来实现这些生长,”该研究的高级研究员、波士顿儿童医院医学博士皮埃尔·杜邦 (Pierre Dupont) 说。
心脏生物工程主任。
研究小组正在使用机器人系统在大型动物模型中测试短肠综合症的治疗方法。
由于先天性长间隙食管闭锁非常罕见,因此短肠综合征更为常见。
短肠疾病可能发生在新生儿(如坏死性小肠结肠炎)、成人(如克罗恩病)或严重感染或癌症(通常需要切除大部分肠道)中。
“短肠综合症是一种严重的疾病,患者无法戒断静脉注射喂养,”胃肠病学家、该研究的合著者 Peter Ngo 医学博士说。
“静脉营养可能导致肝衰竭,有时需要肝脏或多脏器(肝肠)移植,这可能是灾难性的且成本高昂。
”医学研究团队正在寻求资金支持,这将使他们能够继续在大型动物模型中进行这项实验和相关测试,结果最终将用于临床试验。
“没有人知道对器官施加多大的牵引力最好,事实上,我们今天甚至不知道我们在临床试验中使用的确切力量是多少,”杜邦解释道。
“这一切都来自我们过去的手术经验。
机器人可以计算最佳的力并将其精确地施加到患者身上。
”原创文章来自《科学日报》。