科学技術は通常、その大きさによって私たちを驚かせます。地球から出発できるロケット、建物より大きな望遠鏡、長さ数キロメートルの粒子加速器、あるいは何トンもの重量を持ち上げる産業用ロボットなどです。しかし、最も当惑させるテクノロジーは、その逆である場合もあります。それは、非常に小さくなり、ほとんど見えなくなるものです。そしてそれはまさにシンガポール大学の科学者チームが達成したことです。 種子ほどの大きさの手術ロボット。人体内で行われる一部の手術の方法を変える可能性があります。
で公開されたトレーラーは、 先端材料は、非常に狭い空間を移動できるだけでなく、手術の途中で手術器具を交換することもできるマイクロロボットを紹介します。言い換えると： 外科医の必要に応じて物質を切断、選択、穿刺、または送達できる顕微鏡機械それらはすべて、従来の器具がかろうじて入ることができる解剖学的構造内にあります。
このアイデアは、生物医学マイクロロボティクスとして知られる新興分野に属しており、 非常に小さいロボットを構築することで、大きな切開を必要とせずに血管、内腔、または繊細な組織を移動できるようになります。 目標は明らかです。手術の侵襲性を低くし、より正確に、そして潜在的にはより安全なものにすることです。
問題は、ロボットのサイズを小さくすると、その機能も低下することです。従来の手術では、 医師は、メス、鉗子、針、焼灼システムなどのさまざまな器具を素早く切り替えることができます。。しかし、微細なロボットではそれが非常に困難です。利用可能なスペースは最小限であり、1 ミリメートルも重要です。 その結果、従来のロボットというよりは、顕微鏡のスイス アーミー ナイフを彷彿とさせます。 5 つのツール間の切り替えにはわずか 1 秒しかかからないため、非常に高速です。
そこで、Guo Zhan Lum氏率いる研究著者らによる新しい設計が登場する。このシステムには、外部磁場を使用して5つの異なるツールを交互に使用できる機構が組み込まれている。 モーター、ケーブル、バッテリーを運ぶ代わりに（この規模では事実上不可能ですが）、ロボットは体の外部から制御される磁石に反応します。 これらの磁場はそれを動かすだけでなく、その構造に組み込まれたさまざまな機器を活性化します。
Zhan Lum チームによると、 この装置のサイズはわずか数ミリメートルで、体内と同様の湿った複雑な表面上を移動できます。 臨床検査中、彼は小さな物体の操作から組織に穴を開けたり、特定の点で物質を放出したりするまで、さまざまな模擬外科的作業を実行することができました。
この意味で、極度の小型化は単なる美的または工学的な問題ではありません。現在、多くの介入では、体の深部にアクセスするためだけに健康な組織を切開する必要があります。 低侵襲手術であっても、依然として小さな切開を通して導入される比較的大きな器具に依存している。 このサイズのロボットであれば、その付随的損害をさらに軽減できる可能性があります。
ザン・ラム氏のチームのアイデアは、マイクロロボットの群れが非常に細いカテーテルや注射を通じて体内に侵入する手順を作成することだ。侵入すると、手の届きにくい場所に移動し、正確に行動し、痕跡を残さずに立ち去ることができます。 それは脳外科に応用できる可能性がある 心臓血管治療や局所的な腫瘍切除など、数ミリメートルの違いが重要な組織を保存するか損傷するかの違いを生む可能性があります。
さらに、磁場の使用には別の重要な利点があります。それは、内部電源の必要性を回避することです。医療用マイクロロボット工学の大きな課題の 1 つは、常にこれらのデバイスに電力を供給する方法です。 バッテリーはスペースを取り、熱を発生し、自律性を制限します。このロボットは外部から制御されることで、その問題の多くを解消します。
もちろん、実験用プロトタイプと実際の手術室の間には依然として大きな距離があります。ロボットは人間でテストされる前に、複数の開発段階を経る必要があります。それはまた、 ナビゲーションの問題。人間の体は空の整然とした空間ではありません。そこは流れ、軟組織、不随意運動、微細な障害物で満ちています。。このような小さなロボットをミリメートル単位の精度で誘導することは、引き続きこの分野の最大の課題の 1 つです。
それでも、この研究は医学でますます繰り返され始めていることを反映しています。 将来の手術はおそらく、より大型またはより強力なツールではなく、より小さく、よりスマートで、より正確なシステムに依存することになるでしょう。
