Robotdraad glibbert door de hersenen (video)

In de toekomst kan deze robotdraad worden gecombineerd met bestaande endovasculaire technologieën, waardoor artsen de robot op afstand door de hersenvaten van een patiënt kunnen leiden om snel blokkades en laesies te behandelen, zoals die optreden bij aneurysma’s en beroertes.

Om bloedstolsels in de hersenen te verwijderen, voeren artsen vaak een minimaal invasieve operatie waarbij een chirurg een dunne draad door de hoofdader van een patiënt steekt, meestal in het been of de lies. Geleid door een fluoroscoop die tegelijkertijd de bloedvaten in beeld brengt met behulp van röntgenstralen, draait de chirurg de draad vervolgens handmatig in het beschadigde bloedvat. Een katheter kan dan langs de draad worden gevoerd om medicijnen of apparaten voor het verwijderen van de stolsels aan te leveren. Dit is een lastige procedure die niet elke chirurg beheerst. Bovendien is het risico vrij groot om andere bloedvaten te beschadigen.

In de afgelopen paar jaar heeft het team expertise opgebouwd in biocompatibele hydrogels (voornamelijk gemaakt van water) en 3D-geprinte magnetisch aangedreven materialen die kunnen worden ontworpen om te kruipen, springen en zelfs een bal te vangen, eenvoudigweg door een magneet te volgen. In dit onderzoek combineren de MIT-ers dit werk in een magnetisch bestuurbare, hydrogel-gecoate robotdraad, dun genoeg om magnetisch door een levensgrote siliconenreplica van de bloedvaten van de hersenen te leiden.

De kern van de robotdraad is gemaakt van nikkel-titaniumlegering (nitinol), een materiaal dat zowel buigzaam als veerkrachtig is. Deze kern is bekleed met een rubberachtige pasta met magnetische deeltjes die vervolgens is gecoat met de hydrogel.

De robotdraad wordt aangestuurd door een grote magneet boven het lichaam te bewegen. Dit is getest in een levensgrote siliconenreplica van de belangrijkste bloedvaten van de hersenen, inclusief stolsels en aneurysma’s, gemodelleerd naar de CT-scans van de hersenen van een echte patiënt. Het team vulde de siliconenvaten met een vloeistof met de viscositeit van bloed, en manipuleerde vervolgens handmatig een grote magneet rond het model om de robot door de bochtige, smalle paden van de vaten te leiden.

Het systeem is nog niet getest op een echt mens of dier.