Элементы медицинских роботов

И. Иванов

Миниатюрные мягкие роботы могут действовать внутри человеческого тела с минимальными последствиями для его здоровых тканей — оперировать, брать пробу тканей для анализа, перемещать клетки, доставлять лекарства. Чтобы оказаться в нужном месте, робот должен двигаться вместе с жидкостями тела. Мягкая робототехника требует от разработчиков знания биохимии, процессов тепло- и массопереноса, механики жидких сред и свойств полимеров. Ведь при создании таких мягких роботов используют мягкие пластики, гидрогели, жидкие кристаллы, коллоиды.

Все эти материалы и методы изучают в лаборатории новых материалов для роботизированных технологий Университета Ватерлоо, которой руководит профессор факультета Химической инженерии Хамед Щахсаван (Hamed Shahsavan). Недавно его группа разработала умные биосовместимые элементы размером не больше сантиметра для медицинских роботов. Они сделаны из гидрогелей мономеров сульфобетаиновых метакрилатов и асимметричных нанокристаллов целлюлозы.

Эти гидрогелевые композиты обладают анизотропными свойствами. Мягкий элемент из такого композита изменяет свою форму при изменении кислотности среды. Сами изменения можно программировать, задавая начальную ориентацию наночастиц целлюлозы в композите. Этот материал восстанавливается после повреждения, элементы из него можно соединять без склейки. Поэтому собрать можно робот любой конфигурации.

Испытания показали, что элемент мягкого робота из гидрогеля успешно движется по извилистому лабиринту под управлением внешнего магнитного поля, захватывает и перемещает небольшой груз. Следующий шаг ученых — уменьшение размеров элемента робота до миллиметра и меньше. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Разные разности
Камни боли
Недавно в МГУ разработали оптическую методику, позволяющую определить состав камней в живой почке пациента. Это важно для литотрипсии — процедуры, при которой камни дробятся с помощью лазерного инфракрасного излучения непосредственно в почках.
Женщина изобретающая
Пишут, что за последние 200 лет только 1,5% изобретений сделали женщины. Не удивительно. До конца XIX века во многих странах женщины вообще не имели права подавать заявки на патенты, поэтому частенько оформляли их на мужей. Сегодня сит...
Мужчина читающий
Откуда в голове изобретателя, ученого вдруг возникает идея, порой безумная — какое-нибудь невероятное устройство или процесс, которым нет аналогов в природе? Именно книги формируют воображение юных читателей, подбрасывают идеи, из которых выраст...
Пишут, что...
…археологи обнаружили на стоянке мамонтов Ла-Прель в округе Конверс бусину, сделанную из кости зайца, возраст которой составляет около 12 940 лет… …астрофизики впервые обнаружили молекулы воды на поверхности астероидов Ирис и Массалия… ...