毫米级的微型机器人通常缺乏在体内运输内窥镜显微手术器械的力量。德国癌症研究中心（DKFZ）的科学家们现在正在将几个毫米大小的TrainBots组合成一个单元，并为它们配备改进的“脚”。这是DKFZ团队第一次能够在机器人护卫下实验性地对胆管阻塞进行电子手术。

微型机器人在医学上可以想象的应用清单很长：从靶向药物应用到传感任务和外科手术。从纳米级到厘米级，已经开发出了一大批机器人，并对其进行了测试。

然而，今天可用的小助手在许多任务中都达到了极限。例如，内窥镜显微手术。对于一个毫米大小的机器人来说，所需的仪器通常太重了，无法携带到目的地。另一个常见的问题是机器人经常需要爬行移动。然而，许多身体结构的表面覆盖着粘液，机器人在粘液上滑动而无法移动。

脚上的“尖刺”提供了三倍的推进力

在德累斯顿DKFZ，由Tian Qiu领导的一个团队现在已经为这两个问题开发了一个解决方案：他们的TrainBot在毫米尺度上连接了几个单独的机器人。该装置配备了改进的防滑脚。它们一起能够运输内窥镜仪器。TrainBot单元可以无线工作；一个旋转的磁场同时控制着各个单元。磁性控制可以通过旋转控制在平面内运动。外部驱动和控制系统是针对人体尺度的距离而设计的。

胆管显微手术

德累斯顿DKFZ的研究人员已经用他们的三个机器人车队来模拟外科手术。在胆管癌的情况下，胆管经常被阻塞，导致胆汁倒流，这对那些受影响的人来说是一个非常危险的情况。在这种情况下，必须在内窥镜诊断后打开闭塞。为了做到这一点，一个灵活的内窥镜通过口插入小肠，从那里进入胆管。这里的主要困难之一是内窥镜要绕过从小肠到胆管的锐角。

“这就是灵活的机器人车队可以发挥优势的地方，”项目负责人田秋说。他的团队用从猪身上取下的器官进行了演示。机器人车队能够操纵内窥镜仪器在胆管中进行电组织消融。一旦电线电极的尖端到达患处，就会施加电压，然后用电逐渐去除组织堵塞，这一过程被称为“电烧灼”。使用的金属丝电极长25厘米，重量是TrainBot单元的3.5倍。该论文的第一作者Moonkwang Jeong说：“例如，之后，另一个TrainBot车队可以带来用于液体引流或药物输送的导管。在TrainBots在器官模型中取得了令人鼓舞的结果之后，我们乐观地认为，我们将能够开发微型机器人团队，用于内窥镜手术的进一步任务。”

作者：德国癌症研究中心（Deutsches Krebsforschungszentrum）

链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241001114926.htm

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