Den næste medicinske grænse:nano-kirurgi

(PhysOrg.com) - Ingeniørprofessorens nanorobot kan udføre ikke-invasive kirurgiske procedurer på patienter med tumorer inden for det næste årti.

Nader Jalili, en lektor i maskin- og industriteknik ved Northeastern University, arbejder på at skabe en styret nanorobot, der vil være i stand til at udføre non-invasiv kræftkirurgi med en grad af præcision, som ikke er mulig gennem eksisterende kirurgiske procedurer.

På størrelse med en ringkasse, nanorobotter kunne revolutionere kirurgisk praksis inden for de næste fem til 10 år ved at gøre procedurer af alle slags mere præcise og sikrere, sagde Jalili.

"Præcision, " han sagde, "Er et af de vigtigste aspekter ved et kirurgisk indgreb."

Vejledt af billedbaseret information, den futuristiske mekaniske enhed ville stole på en række motorer, der bevæger sig i bittesmå, nøjagtige stigninger, gør det muligt at lokalisere den nøjagtige placering af en tumor eller et andet kirurgisk objekt.

"Mens en kirurgs instrumenter ikke kan nå inden for en millimeter af en tumor, vi vil være i stand til præcist at guide robotten til et sted ved en sub-nanometer eller nanometer opløsning, gør os i stand til at se ting, som vi aldrig kunne se før, " sagde Jalili. En nanometer er 0,000001 millimeter, og et nanorør er 1/1, 000. af tykkelsen af ​​et menneskehår.

Hans nanorobotter kunne også bruges til at tage små hudprøver til patologisk testning såvel som til diagnostiske formål, eller at injicere medicin eller andre væsker meget præcist i en patients krop for at ødelægge en tumor.

Jalili er i øjeblikket ved at designe bevægelsesalgoritmer og forbereder sig på at teste sine nanorobotter til forskellige opgaver.

Nanorobotter er opbygget af sensorer og aktuatorer afledt af specielle nanomaterialer, såsom syntetisk zinkoxid, kvarts og guld, som har unikke egenskaber i nanoskalaen.

Ved at anvende mekanisk kraft på disse nanomaterialer produceres elektrisk energi, at gøre nogle til sensorer, der sporer bevægelse, bevægelse og retning, og andre til aktuatorer, der omdanner elektrisk energi til mekanisk bevægelse, at flytte dele såsom en nanorobots griber.

Effektive nanorobotter ville ikke sætte kirurger uden arbejde, sagde Jalili. Hellere, de ville påtage sig tilsynsroller på operationsstuen. Han sammenlignede rollen som en kirurg, der arbejder med en nanorobot, med rollen som en pilot, der sætter sit fly på fartpilot.

"Du vil ikke gå i seng, når du er i fartpiloten, " han sagde. "Kirurger vil følge proceduren og vil være supervisorer, hvis noget går galt."

Jalilis forskning er blevet understøttet af en femårig, $400, 000 National Science Foundation (NSF) CAREER Award. Han vandt også $350, 000 NSF-instrumenteringsbevilling til køb af en laserbaseret mikrosystemanalysator til at se og måle nanoobjekter - og andre materialer - i nanoskalaen.