Хирургический робот размером с семечко научился выполнять пять операций внутри тела

Исследователи из Наньянского технологического университета представили необычного медицинского робота, который по размерам сопоставим с семечком, но при этом способен выполнять сразу несколько хирургических задач. Управление устройством осуществляется беспроводным способом с помощью слабых магнитных полей, а его компактные размеры позволяют работать в ограниченных пространствах внутри человеческого тела.

Главной особенностью разработки стала способность мгновенно переключаться между различными режимами работы. Большинство существующих магнитных микророботов рассчитаны лишь на одну-две функции, однако новая система умеет разрезать ткани, высвобождать лекарственные вещества, собирать образцы тканей, удерживать их внутри конструкции и локально генерировать тепло.

По словам руководителя проекта Лума Го Чжана, исследователи давно пытались решить проблему совмещения множества инструментов в одном миниатюрном устройстве без потери маневренности. Для этого команда использовала мягкие силиконовые материалы PDMS и Ecoflex, внутрь которых встроили микроскопические магнитные частицы.

В основе конструкции находится специальный магнитный модуль, способный менять направление намагничивания. Каждое новое состояние активирует отдельную функцию робота. Благодаря этому устройство не ведет себя как единый магнит, а может независимо управлять разными рабочими зонами.

Дополнительным преимуществом стала шестая степень свободы — возможность вращения вокруг собственной оси. Это обеспечивает более точное движение внутри узких и сложных пространств, например в кровеносных сосудах или мягких тканях.

Во время испытаний робот успешно работал с куриной печенью и желатиновыми моделями тканей. Он выполнял микроразрезы, доставлял частицы, имитирующие лекарства, и собирал биологические образцы. Также система смогла создавать локальный нагрев с помощью магнитной индукции — технология потенциально может использоваться для гипертермии при лечении опухолей.

Исследователи отдельно проверили безопасность материалов. В лабораторных тестах более 99% клеток кожи человека остались жизнеспособными после контакта с устройством, что указывает на низкую токсичность конструкции.

Сейчас команда работает над интеграцией робота с медицинской визуализацией, сенсорами и искусственными органами. Учёные также обсуждают с хирургами, как подобные системы можно будет использовать в реальных клинических условиях.