У США тестують робота, що стимулює зростання тканин внутрішніх органів

Співробітникам Бостонської дитячої лікарні вдалося створити робота, який за кілька тижнів подовжує пошкоджені ділянки стравоходу на 75%.
Імплантований програмований медичний робот може поступово подовжувати трубчасті (порожнисті) органи, застосовуючи силу тяги – стимулюючи зростання тканини в слабких органах без втручання в функцію органу або заподіяння дискомфорту, повідомляють дослідники в Бостонській дитячій лікарні.

Роботизована система, описана сьогодні в Science Robotics, викликала проліферацію клітин і подовжувала частина стравоходу у великої тварини приблизно на 75%, тоді як тварина не спала і не був обмежений у рухах. Дослідники говорять, що система може лікувати атрезію (рідкісний вроджений дефект, при якому відсутня частина стравоходу), а також може використовуватися для подовження тонкої кишки при синдромі короткої кишки.

Найбільш ефективна дана операція для дліннозонної атрезії стравоходу, яка лікується сьогодні методом Фокера, використовуючи шви, закріплені на спині пацієнта, щоб поступово підтягувати стравохід. Щоб запобігти розривання стравоходу, пацієнти повинні бути повністю знерухомлені, для цього вдаються до медикаментозної коми та штучної вентиляції легенів протягом однієї-чотирьох тижнів. Тривалий період іммобілізації може також викликати медичні ускладнення, такі як пошкодження кісток і згущення крові.

«Цей проект демонструє доказ того, що мініатюрні роботи можуть стимулювати зростання органу всередині живої істоти для відновлення або заміни тканин, уникаючи при цьому седативного впливу і паралічу, необхідного для найскладніших випадків атрезії стравоходу, – розповів Рассел Дженнінгс, доктор медицини, директор по хірургії центру лікування стравоходу і дихальних шляхів у Бостонській дитячій лікарні, а також учасник даного проект, – Потенційне використання таких роботів ще належить повністю вивчити, але вони, безуслов але, будуть застосовані при лікуванні багатьох органів в найближчому майбутньому».

Моторизований роботизовані пристрій прикріплений тільки до стравоходу, так що пацієнт може вільно пересуватися. Покритий гладкою, біосумісною, водостійкою «шкірою», він включає в себе два кріпильних кільця, розташованих навколо стравоходу. Програмований блок управління поза тілом застосовує регульовані сили тяги до кілець – повільно і неухильно тягне тканину в потрібному напрямку.

Пристрій було протестовано на стравоходах свиней. Відстань між двома кільцями, які тягнуть стравохід в протилежні сторони, збільшувалася на 2,5 міліметра щодня протягом 8-9 днів. Тварини могли нормально харчуватися, навіть якщо пристрій застосовувало тягу до стравоходу і не проявляли ніяких ознак дискомфорту.

На 10-й день сегмент стравоходу в середньому збільшився на 77%. Обстеження тканини показало проліферацію клітин стравоходу (розростання тканини організму шляхом розмноження клітин поділом). Орган також зберігав нормальний діаметр.

«Це показує, що ми не просто розтягували стравохід – він подовжувався за рахунок зростання клітин», – каже П’єр Дюпон, доктор філософії, старший дослідник проекту і керівник дитячої кардіологічної біоінженерії в Бостонській дитячій лікарні.

Дослідницька група тепер починає тестувати роботизовану систему на крупній моделі короткого кишечника на тварин. У той час як багатозонна атрезія стравоходу зустрічається досить рідко, поширеність синдрому короткої кишки зустрічається значно частіше. Короткий кишечник може бути викликаний некротизуючим ентероколіт у новонароджених, хворобою Крона у дорослих, серйозною інфекцією або раком, які вимагають видалення великого сегмента кишечника.

«Синдром короткої кишки є руйнівною хворобою, що вимагає, щоб пацієнти отримували препарати внутрішньовенно, – каже гастроентеролог Пітер Нго, доктор медичних наук, співавтор дослідження. – Це, в свою чергу, може привести до печінкової недостатності, іноді вимагає трансплантації печінки або мультівісцеральних резекцій, результати, яких є руйнівними і дорогими ».

Команда сподівається отримати підтримку для продовження випробувань пристрою на великих тварин і в кінцевому підсумку провести клінічні випробування. Вони також будуть перевіряти інші функції.

«Ніхто не знає, яку силу потрібно застосувати до органу, щоб стимулювати зростання, – пояснює Дюпон. – Сьогодні, фактично, ми навіть не знаємо, які сили ми застосовуємо клінічно. Все це базується на досвіді хірурга. Роботизоване пристрій може знайти найкращі показники застосовуваної сили, а потім точно застосувати їх».