动物实验,器官移植 中国实验动物信息网 2020-09-05 596

　　不要落入“一群纳米机器人在鲜血中奔跑”的想象中，因为这是一本真正的科幻小说。这项研究的结果在视觉上不像电影那样酷，但是就科学成就而言，它们是相当惊人的。

　　这项研究的成功是由波士顿儿童医院的Danada Mian领导的一个跨国研究团队完成的。在论文中，研究人员说，他们创造了一种机器人植入物，“利用计算机控制的牵引力来促进食管和肠等管状器官的生长。”外科手术使修复人体中的管状结构变得非常困难。这一直是医学领域的主要研究方向，因为大多数生物都包含许多管状结构。

      诸如器官移植之类的现有方法不仅昂贵，而且具有风险。诸如远距离食管闭锁的手术程序需要将患者麻醉数周，因为食管的每个部分都需要轻轻拉伸和连接。相比之下，Damian团队的机器人植入实验中使用的猪不仅存活良好，而且在将植入物植入食道时也出现了这种情况。

　　为什么这个机器人植入物这么好？答案可能会让你大吃一惊。使用的原理并不复杂。它于1930年发现，经常用于培养细菌菌落。它是一种机械刺激刺激，通过机械运动刺激细胞，从而增加细胞生长和伤口愈合的速度。但是，长期以来，产生机械刺激所需的设备由于其尺寸不适合植入人体。由于近年来微电子技术的发展，我们终于能够生产出足够小以激活体内细胞的机械设备。与现有方法相比，该技术的优势在于，通过滋养身体组织以及随着时间的流逝，它避免了许多严重的问题。现有方法要求组织在数小时或数天内扩张，这具有纤维化和不良神经连接的风险。在本文所述的手术过程中，医生将大约10厘米长的机器人植入物从外部连接到食道，并通过两个O形圈将其固定在食道的管状部分。借助其电机，传感器和各种电子元件，该植入物被包裹在一层生物相容的防水皮肤中，并通过数据电缆连接到外部控制单元。机械刺激两个O形圈的中间部分以加速细胞生长。

　　研究人员的实验结果非常成功。在9天之内，实验猪的两个O形圈之间的食道长度增加了77％。该结果是通过刺激细胞自我生长而不是通过拉伸获得的。在此过程中，食管的血流和功能得到了充分的维持。研究人员推测，如果可以进一步升级该设备以识别进餐时食管肌肉的收缩和松弛，则该设备甚至可以在修复过程中进行升级。

　　抱歉看到这个吗？现实并不像可以修复科幻作品中各种伤害的纳米机器人群那么高。但是，这种细长的管状器官机器人可能比我们想象的更像一个机器人。

　　为什么研究人员指出：“机器人植入物除了用于器官生长外，还代表了医疗机器人的新研究方向。这些仿生系统用于身体修复之前。它有助于提供正常的物理功能，甚至是暂时的功能。自然界仍然是永久的。”

　　“传感器和执行器的小型化，无线通信，能量传输，能量收集。随着其他技术的发展，它可能使创造超越科幻小说的设备成为可能。”