Magnetic Milli-spinner for Robotic Endovascular Surgery

要約

血栓症、アテローム性動脈硬化症、動脈瘤などの血管疾患は、血流の遮断や血管の破裂を引き起こす可能性があり、一般的であり、生命を脅かすものです。
従来の低侵襲治療では、カテーテルまたは長いチューブを利用して、小さなデバイスや治療薬を標的領域に誘導して介入します。
残念なことに、カテーテルは、脳内に見られるような狭く曲がりくねった血管内でのナビゲーションが困難で信頼性が低いという問題があります。
代替手段として広く研究されている磁気駆動のアンテザードロボットは、複雑な血管構造や血管疾患の治療におけるナビゲーションに有望である。
しかし、現在のロボットのほとんどは、高い流れに逆らって泳ぐことができず、特定の症状の治療には不十分です。
ここでは、複雑な血管内での迅速なナビゲーションとさまざまな治療の実行を目的とした、多機能の磁気駆動ミリスピナー ロボットを紹介します。
ミリスピナーは、らせん状のフィンと推進用のスリットを備えた独自の中空構造を持ち、回転時に独特の流れ場を生成します。
ミリスピナーは、管状環境内で移動するための史上最速の非テザード磁気ロボットであり、23 cm/s の速度を容易に達成し、血管内での効果的なナビゲーションと多数の血管疾患のロボット治療のための非テザード医療機器としての有望性を示しています。

要約(オリジナル)

Vascular diseases such as thrombosis, atherosclerosis, and aneurysm, which can lead to blockage of blood flow or blood vessel rupture, are common and life-threatening. Conventional minimally invasive treatments utilize catheters, or long tubes, to guide small devices or therapeutic agents to targeted regions for intervention. Unfortunately, catheters suffer from difficult and unreliable navigation in narrow, winding vessels such as those found in the brain. Magnetically actuated untethered robots, which have been extensively explored as an alternative, are promising for navigation in complex vasculatures and vascular disease treatments. Most current robots, however, cannot swim against high flows or are inadequate in treating certain conditions. Here, we introduce a multifunctional and magnetically actuated milli-spinner robot for rapid navigation and performance of various treatments in complicated vasculatures. The milli-spinner, with a unique hollow structure including helical fins and slits for propulsion, generates a distinct flow field upon spinning. The milli-spinner is the fastest-ever untethered magnetic robot for movement in tubular environments, easily achieving speeds of 23 cm/s, demonstrating promise as an untethered medical device for effective navigation in blood vessels and robotic treatment of numerous vascular diseases.

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