Robot siêu nhỏ giúp loại bỏ cục máu đông trong não

Nhóm nghiên cứu tại Học viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã tạo ra một robot giống như sợi chỉ, có khả năng di chuyển linh hoạt trong các mạch máu của não, vận chuyển thuốc làm tan cục máu đông để điều trị đột quỵ hoặc phình động mạch. Robot này cung cấp một giải pháp thay thế cho phẫu thuật mở hộp sọ và nó có thể được kiểm soát bởi các bác sĩ phẫu thuật bên ngoài phòng mổ.

Nhóm nghiên cứu đã mô tả “sợi robot được bọc hydrogel điều khiển bằng từ tính” trong một bài báo được công bố trên tạp chí Science Robotics vào tháng 8/2019. Lõi của sợi robot làm từ hợp kim niken-titan, vật liệu có khả năng uốn dẻo và đàn hồi. Phần lõi được phủ một lớp cao su chứa các hạt từ tính, sau đó đến một lớp hydrogel giúp bề mặt sợi robot trơn nhẵn.

Ngày nay, các bác sĩ phẫu thuật thường loại bỏ những cục máu đông trong não bằng cách luồn một sợi dây mỏng qua động mạch chính của bệnh nhân. Các bác sĩ phẫu thuật sử dụng máy huỳnh quang nghiệm (fluoroscope) – thiết bị chụp ảnh mạch máu bằng tia X – để theo dõi và đưa sợi dây lên tới mạch máu đang tắc nghẽn trong não bằng tay. Một ống thông sau đó được luồn dọc theo sợi dây để vận chuyển thuốc hoặc các liệu pháp khác đánh tan cục máu đông như tia laser. Tuy nhiên, cách điều trị này ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe của bác sĩ, những người tiếp xúc liên tục với bức xạ tia X phát ra từ máy huỳnh quang nghiệm, đồng thời ống thông có thể làm hỏng lớp lót của mạch máu.

Ngược lại, sợi robot do các kỹ sư MIT phát triển chứa vô số hạt từ tính nên các bác sĩ phẫu thuật có thể điều khiển nó bằng nam châm từ xa. Bề mặt hydrogel trơn nhẵn làm cho robot giảm ma sát khi di chuyển bên trong mạch máu, giúp các bác sĩ phẫu thuật tiếp cận sâu hơn vào trong não.

“Một trong những thách thức khi tiến hành phẫu thuật là việc điều hướng ống thông y tế qua các mạch máu phức tạp có đường kính rất nhỏ trong não”, Kyujin Cho, giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Đại học Quốc gia Seoul (Hàn Quốc), cho biết. “Robot siêu nhỏ của MIT giúp vượt qua thách thức này, cho phép loại bỏ cục máu đông trong não mà không cần mở hộp sọ.”

Mặc dù chưa được thử nghiệm trên cơ thể người, nhưng các nhà sáng chế đã chứng minh khả năng của robot, khi nó có thể di chuyển linh hoạt trong mô hình các mạch máu chính của não với kích thước y như thật.

Đột quỵ là nguyên nhân gây tử vong đứng thứ năm tại Mỹ và là nguyên nhân hàng đầu gây ra khuyết tật. “Nếu bệnh nhân đột quỵ được chữa trị trong vòng 90 phút kể từ khi cơn tai biến xảy ra, cơ hội sống sót của họ sẽ tăng đáng kể. Vì thế chúng tôi tạo ra một robot với mục đích nếu có thể phá những cục máu đông trong mạch máu não trong khoảng thời gian quý giá này, người bệnh sẽ không phải chịu đựng tổn thương vĩnh viễn đến não. Đó là hy vọng của chúng tôi”, Xuanhe Zhao, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết.