Yangi matematik model qon oqimida mikro va nanorobotlar navigatsiyasini yaxshilaydi

Mikro/nanorobotlar (MNR) uzoq vaqtdan beri sog‘liqni saqlash sohasida turli kasalliklarni davolash usullarini sezilarli darajada yaxshilashga qodir bo‘lgan istiqbolli vosita hisoblanadi, o‘limga olib keladigan miya qon ketishlarini bartaraf etishdan tortib, aniq kimyoterapiya yordamida o‘smalarga qarshi kurashishgacha. Biroq, ularning salohiyatiga qaramay, MNR sohasi hali ham inson tanasi ichida harakatlanish bilan bog‘liq qiyinchiliklarga duch kelmoqda, bu esa keng foydalanish va klinik sinovlarga to‘sqinlik qilmoqda.

Saskachevan universiteti (USask) muhandislik kolleji professori doktor Kris Chjan va uning jamoasi tomonidan o‘tkazilgan yangi tadqiqot ushbu cheklovlarni yengishga yordam berishi mumkin. Ular MNR konstruksiyasini optimallashtiradigan, ularning navigatsiyasini yaxshilaydigan va qon oqimida samarali harakatlanishga imkon beradigan yuqori aniqlikdagi matematik modelni ishlab chiqdilar. Ish Nature Communications jurnalida chop etilgan.

"Ushbu robotlar uchun mavjud modellar inson tanasidagi qon harakatining xususiyatlari va xatti-harakatlarini hisobga olmaydi. Bizning modelimiz aniqroq va qon tomirining real harakati bilan haqiqiy vaziyatni aks ettiradi," - deya tushuntirdi doktor Chjan.

Samarali MXR yaratish g‘oyasi o‘n yildan ko‘proq vaqt oldin, sobiq aspirantning qizi miyaga qon quyilishi va operatsiyani boshdan kechirganida doktor Chjanga kelgan. "O‘sha paytda boshqariladigan kateterdan foydalanishda muvaffaqiyat ko‘rsatkichi atigi 25% edi, shuning uchun bu mening guruhim uchun MNR bilan og‘rigan bemorlarning omon qolish ko‘rsatkichlarini oshirishi mumkin bo‘lgan nimadir qilishga turtki bo‘ldi," - dedi u.

Shtopor shakliga ega va tashqi magnit tizimi orqali boshqariladigan MNRlar qon oqimiga qarshi harakatlanishi uchun yetarli quvvatga muhtoj. Ularning kichik o‘lchami uzoq hududlarga, jumladan, miya ichidagi juda kichik qon tomirlari yoki operatsiyaga yaroqsiz saraton o‘smasiga yetib borishga imkon beradi, bu yerda ular to‘qimalarni tiklashi, xavfli qon ketishini to‘xtatishi yoki kimyoterapiya uchun moddalar yoki boshqa dorilarni to‘g‘ridan-to‘g‘ri ushbu dorilar eng samarali bo‘lgan joyga yetkazib berishi mumkin.

Yangi matematik g‘oyalar tufayli doktor Chjan va uning jamoasi ushbu kichik, ammo kuchli robotlarni optimal loyihalash va boshqarish uchun asos bo‘la oladigan tuzilmani yaratib, MXR sohasida oldinga siljishdi. Ular nafaqat samarali MNR va tashqi ta’minot blokini ishlab chiqishdi, balki 3D-bosma texnologiyasidan foydalangan holda prototip yaratishdi.

O‘z prototipining salohiyatini namoyish qilgandan so‘ng, doktor Chjan keyingi qadam barcha MXR uchun so‘nggi to‘siq bo‘lgan klinik sinovlarga o‘tish bo‘lishini aytadi. "Menga bunday hamkorlik muhiti, ayniqsa, sog‘liqni saqlashda yoqadi. Mening ona fakultetim - mashinasozlik, lekin men biotibbiyot muhandisligi bilan juda faol shug‘ullanaman, bu fanlararo, shuning uchun men Tibbiyot kollejida ko‘plab shifokorlar bilan ishlaganman. Tadqiqotlarda turli nuqtayi nazarlar kerak," - dedi u.

Ushbu yangi matematik model mikro/nanorobotlar sohasida oldinga tashlangan muhim qadam bo‘lishi mumkin, bu ilgari ularning keng qo‘llanilishiga to‘sqinlik qilgan cheklovlarni yengib o‘tish va ularni klinik sinovlarga va sog‘liqni saqlashda amaliy qo‘llashga yaqinlashtirish imkonini beradi.