Robot của Đại học Twente và Trung tâm Y tế Đại học Radboud (Hà Lan) trong nghiên cứu - Ảnh: ĐẠI HỌC TWENTE
Robot này vừa được các nhà nghiên cứu tại Đại học Twente và Trung tâm Y tế Đại học Radboud (Hà Lan) thử nghiệm trên mô não cừu trong phòng thí nghiệm, công bố trên tạp chí Advanced Science.
Thiết bị có hình dạng xoắn như một con vít nhỏ và hoàn toàn không nối dây. Một nam châm đặt bên ngoài tạo ra từ trường quay, khiến robot xoay theo và từ từ tiến qua mô mềm giống như một mũi khoan tí hon.
Ý tưởng dài hạn của nhóm nghiên cứu là để robot đi theo mạch máu tới gần vị trí cần điều trị, xuyên qua thành mạch ở đúng điểm rồi tiếp tục di chuyển trong mô não.
Theo nhóm, phương pháp này trong tương lai có thể giúp tiếp cận các cục máu đông sau đột quỵ, khối u, dị dạng mạch máu hoặc những tổn thương nằm sâu, vốn hiện rất khó tiếp cận mà không mở hộp sọ.
Trong thử nghiệm trên mô não cừu, robot có thể "khoan" tiến vào với tốc độ khoảng 0,2mm/giây. Khi các nhà khoa học đảo chiều từ trường, robot quay trở ra theo chính đường vừa tạo với tốc độ lên tới 2,9mm/giây. Quãng đường trở về nhanh hơn nhiều vì robot không còn phải mở một đường mới xuyên qua mô.
Tuy nhiên, lái một con robot nhỏ trong mô não không đơn giản chỉ là tăng tốc độ quay của nam châm.
Robot chỉ có thể xoay đồng bộ với từ trường tới một giới hạn nhất định. Nếu nam châm quay quá nhanh, robot bắt đầu "không nghe lời" với các biểu hiện trượt, đứng lại hoặc chuyển động thất thường. Các nhà nghiên cứu gọi giới hạn này là ngưỡng mất đồng bộ.
Độ cứng của mô ảnh hưởng rất lớn đến giới hạn trên. Trong vật liệu mềm, robot có thể theo kịp từ trường tới khoảng 30 vòng/giây, ở vật liệu cứng nhất được thử nghiệm, ngưỡng này giảm xuống dưới 1 vòng/giây.
Với mô não cừu thật, robot giữ được đồng bộ tới khoảng 1,8 vòng/giây khi chưa có dòng máu mô phỏng. Khi nhóm bơm chất lỏng qua các mạch để tạo áp lực gần với điều kiện trong não sống, giới hạn giảm xuống dưới 0,45 vòng/giây.
Để kiểm soát rủi ro này, nhóm xây dựng một mô hình toán học có thể dự đoán thời điểm robot sắp mất đồng bộ dựa trên kích thước thiết bị, lực từ và độ cứng của mô. Sau một phép đo hiệu chỉnh, mô hình có thể dự đoán cách cùng một thiết kế robot hoạt động trong những loại mô khác nhau.
Robot đạt độ chính xác đến dưới 1mm
Trong một mô hình não bằng gel mềm, robot còn được điều khiển tới các mục tiêu định trước bằng hệ thống camera theo dõi thời gian thực, với một số thử nghiệm đạt độ chính xác dưới 1mm.
Dù vậy, công nghệ vẫn còn ở giai đoạn rất sớm. Các thử nghiệm hiện mới được thực hiện trên mô não cừu ngoài cơ thể, chưa phải trên động vật sống hay con người.
Nhưng nếu một ngày có thể đưa robot tí hon đi từ mạch máu, xuyên qua mô và trở về an toàn theo đúng đường cũ, nhóm nghiên cứu kỳ vọng đây có thể trở thành một con đường mới để đưa công cụ điều trị tới những vị trí sâu nhất trong não mà bác sĩ hiện rất khó chạm tới.
