这项研究成果可以保证植入人体的设备或材料发挥更持久和更强的功能。设备和材料包括心脏起搏器、乳房填充物、生物传感器和药物输送设备。
麻省理工学院医学工程与科学研究所、爱尔兰国立大学; SFI高级材料与生物工程研究中心最近宣布在软机器人方面取得重大突破,可以帮助需要植入医疗设备的患者,如植入乳房填充物、起搏器、神经探针、葡萄糖生物传感器和药物和细胞传递装置。
目前,植入式医疗设备市场估计约为1000亿美元,随着药物输送和健康监测的新技术的发展,未来将有巨大的增长潜力。这些设备并非没有问题,部分原因是身体自身的保护反应。这些复杂且不可预测的异物反应损害了装置功能并且极大地限制了这些装置的长期性能和治疗功效。
一种这样的异物反应是纤维化,其是致密纤维囊围绕植入装置的过程,其可导致装置失效或妨碍其功能。可植入医疗设备具有可归因于纤维化的各种故障率,对于植入式起搏器为30-50%,对于乳房成形术假体为30%。在生物传感器或药物/细胞递送装置的情况下,可以在植入装置周围积聚的致密纤维囊可严重阻碍其功能,对患者造成后果并且对医疗保健系统造成损害。
解决这一难题的全新设想,近日发表在了国际知名期刊《科学机器人》杂志上。该研究由麻省理工学院医学工程与科学研究所、爱尔兰国立大学; SFI高级材料与生物工程研究中心的研究人员主持。该研究描述了使用软机器人来调整人体对植入设备的反应。软机器人是可以植入体内的柔性设备。
大西洋两岸的科学家合作创造了一种微型机械驱动的软机器人装置,称为动态软储存器(DSR),已经证明通过操纵设备和设备之间的界面来显着减少纤维胶囊在体内的积聚。该装置使用机械振荡来调节细胞在植入物周围的响应方式。在生物启发设计中,DSR可以通过致动膜在显微镜尺度上改变其形状。
NUI Galway解剖学教授,AMBER首席研究员,该研究的高级合着者Garry Duffy补充说:“我们认为本文所描述的想法可以改变未来的医疗设备以及它们如何与身体相互作用。我们非常高兴能够进一步开发这项技术,并与对软机器人潜力感兴趣的人们合作,以便更好地整合设备,以实现更长时间的使用和卓越的患者成果。建立并继续与Dolan和Roche实验室合作,以及开发跨大西洋的软机器人网络是非常棒的。“
该研究的第一作者Eimear Dolan,是爱尔兰国立大学的生物医学工程讲师,也是麻省理工学院Roche和Duffy实验室的前研究员。他说:“我们非常高兴能够发表这项研究,因为它描述了一种创新方法。使用软机器人调节异物反应。我最近获得了爱尔兰皇家学会科学基金会大学研究奖学金,以推动这项技术向前发展,重点关注1型糖尿病。与这样一个才华横溢的多学科团队合作是一种荣幸,我期待着继续合作。“
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