植入機器人可拉伸豬食道 或有助於治療兒童患者

這頭豬看上去與其它豬沒有什麼差別，但是它通過科學方法已安裝背包一個星期時間。在它的頭部後方放置一個控制箱，帶有電池和處理器，連接電線可以穿過豬的側腹。在豬的腹中，電線連接在一個非常特殊的機器人，它緊夾在豬通往胃部的食道上。逐漸地，這個機器人被拉伸，反過來延伸了食道長度。

豬並不完全需要一個機器人用力牽引它的食道，但是一些兒童出生時會缺少一部分食道，這種疾病叫做「食道閉鎖症（esophageal atresia）」。研究人員在近日發表的《科學機器人學》雜誌上詳細描述了這種機器人，它不僅可以幫助治療食道閉鎖症，還能治療短腸綜合症，在這種癥狀下，兒童會導致大部分腸道感染。將可植入機器人放入人體之中，將有助於延伸人體內部器官。

目前治療食道閉鎖症的方法並不簡單或者令人不適，外科醫生將縫合線連接在食管兩端，在兒童背部切開一個切口，將食道拉出來。研究報告合著作者、波士頓兒童醫院研究人員皮埃爾·杜邦特（Pierre Dupont）說：「他們將這些裝置像按鈕一樣綁在兒童的背部，用這種方式來施加張力，這將延長食道兩個切開的埠，因此當醫生將它們放入腹腔，並將它們縫合在一起，就能在之前的間隙之間建立一個橋樑。」

然而產生的問題是這種食道延伸手術可能需要一個月時間，而且整個過程孩子必須需要保持靜養。手術縫合需要承受許多張力，如果患者經常移動身體，縫合處就會繃開。除此之外，該手術需要較高的精準度，醫生依據食道所實現的張力大小，而進行相應的操作。如果牽引力過大，就會將食道撕裂，但如果不適當地拉伸食道，食道就不會生長。但是他們儘可能拉伸食道，並保持食道不撕裂，因為他們不希望讓孩子一直坐著持續很長時間。

理想情況下，你可以在身體里建立一個更精確的系統，它能自動感知需要應用多少的張力。正是由於這個原因才將豬作為實驗體，豬缺少部分食道，所以在這個實驗中，機器人通過附加兩個環纏繞在食道上，並且縫合了1.5英寸的空間，就像橡皮筋一樣延伸了食道。

但這並不是真正意義上的拉伸，杜邦特說：「這是我們外科醫生從觀察組織的經驗中所知道的，但是從未證實過。」傳統外科手術和機器人方法產生的張力，實際上是促進新組織生長，而機器人是誘導食道產生新細胞，這將產生更健康的組織，而並非單純地拉伸食道。在實驗中，研究人員僅用1個星期的時間就使豬食道的長度增加了75%。

從理論上講，對於食道存在間隙的兒童，機器人會使他們的食道變得更長，僅通過將兩個不完整的末端粘合在一起。醫生將一個環縫合在食道頂端，然後再將另一個環縫合在食道末端。隨著時間的推移，機器人將收縮，使食道兩端越來越接近，從而誘導食道細胞的生長。最終，食道間隙將非常接近，便於醫生將食道兩端縫合在一起，消除食道間隙，使其成為一個整體。

同時，這種機器人還能治療短腸綜合症，在這種情況下，醫生切除一定長度被感染的腸道。杜邦特說：「食道剩餘的長度非常短，食物從一端進入，立即從另一端流出，幾乎沒有任何營養吸收的機會。因此，如果有一種方法可以延長腸道長度，那麼這些孩子就不需要進行靜脈注射了。此時機器人會像在豬體內工作的方式一樣，連接在腸道上，緩慢地拉伸食道的長度。」

曾成功研製心泵機器人的研究員尼古拉伊·瓦西里耶夫（Nikolay Vasilyev）說：「這是一個非常耐人尋味的概念，試圖對極具挑戰性的患者群體進行治療，我們還需要觀察機器人如何被安全地移植，以及食道組織如何在更長的時間裡做出反應。」

最佳方案是機器人採用可降解材料製造，杜邦特說：「我想做的是製造屬於身體一部分的機器人，即使它被放置在腸道之外，它也會被人體吸收，機器人的所有部件都會溶解，這樣就避免讓兒童患者接受另一個手術。因此人體基本上會消化掉消化系統之外的機器人。」

在對人類進行實驗之前，研究人員必須將機器人放入100磅重的豬體內，這種機器人不僅適用於3個月大的嬰兒，而且完全可以在人體內工作。未來機器人將變得更小、更複雜，很快各種各樣的機器人就會進入人類的身體，例如：人們可以吞下豬食道機器人。

Science科學創建者shkoh chao：國家計算機高級工程師，業餘天文學家和科普工作者。新浪微博認證博主，今日頭條認證科普作者，頭條問答簽約作者，騰訊企鵝科普達人，UC頭條認證科普作者，鳳凰新聞科技頻道科普作者。每天多篇前沿科學科技資訊讓你掌握一手科學信息。多篇科學探索文章，擴充你的腦容量，讓你成為大神般的十萬個為什麼的解密者。

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