Мягкие роботы отправляются прямо к месту образования камней в почках
Международная исследовательская группа под руководством Университета Ватерлоо разрабатывает технологию растворения болезненных камней в почках и мочевыводящих путях с помощью миниатюрных роботов. Исследование опубликовано в журнале Advanced Healthcare Materials .
Новая технология, опробованная на модели в натуральную величину, напечатанной на 3D-принтере, представляет собой тонкие, похожие на спагетти полоски, оснащенные магнитами, которые можно перемещать на место вблизи камней в почках, содержащих мочевую кислоту, с помощью роботизированной руки , которой управляют врачи.
Мягкие и гибкие роботизированные полоски длиной около сантиметра содержат фермент уреазу. После установки уреаза снижает кислотность окружающей мочи, растворяя камни до тех пор, пока они не станут достаточно маленькими и не выйдут естественным путём всего за несколько дней.
«В настоящее время не существует эффективного метода лечения этого типа камней в почках », — говорит доктор Вероника Магданц, профессор кафедры системного проектирования в Университете Ватерлоо, которая консультировала урологов в Испании и Канаде в ходе исследовательского проекта.
Пациентам обычно назначают обезболивающие и пероральные препараты, которые обеспечивают медленное облегчение в течение недель или месяцев. В экстренных случаях, когда камни блокируют отток мочи, их приходится удалять хирургическим путём.
Играть
00:00
00:05
Немой
Настройки
ПИП
Перейти в полноэкранный режим
Играть
Источник: Университет Ватерлоо
Камни в почках — твердые отложения, образующиеся внутри мочевыводящих путей в виде небольших камешков. Они поражают примерно 12% людей и часто рецидивируют, что приводит к длительному медикаментозному лечению и повторным хирургическим операциям, которые увеличивают страдания пациентов и обременяют систему здравоохранения.
По словам Магданца, исследователи настроены оптимистично и считают, что их малоинвазивная система лечения будет особенно полезна для людей с рецидивирующим образованием камней, которые плохо переносят пероральные препараты или не могут перенести хирургическое вмешательство из-за факторов риска, таких как хронические инфекции.
«Наша цель — предоставить эффективную альтернативу существующим методам лечения», — сказал Магданц, который также является директором Лаборатории медицинской микроробототехники в Ватерлоо. «Мы надеемся, что ускоренное растворение камней быстрее облегчит боль и поможет пациентам быстрее выходить из организма».
Играть
00:00
00:28
Немой
Настройки
ПИП
Перейти в полноэкранный режим
Играть
Ультразвуковое изображение робота-шуруповерта внутри мочевого пузыря. Схема показывает поле зрения ультразвукового изображения и местоположение робота внутри мочевого пузыря. Вращение робота внутри мочевого пузыря приводит к переключению между синим и красным в допплеровском режиме из-за потока жидкости. Источник: Advanced Healthcare Materials (2025). DOI: 10.1002/adhm.202403423
Следующие этапы процесса разработки включают исследования с участием крупных животных и совершенствование системы управления, которая включает в себя моторизованный магнит на роботизированной руке и ультразвуковую визуализацию в реальном времени, которая позволяет врачам точно манипулировать роботами, размещая их рядом с камнями.
В состав исследовательской группы в Ватерлоо также входили доктор Альфред Ю, профессор электротехники и вычислительной техники, и доктор Мир Бехрад Хамеси, профессор машиностроения и мехатроники.
Их зарубежными коллегами стали исследователи и врачи из университетов и больниц Испании и Германии.