What？這種植入式機器人竟能刺激體內器官生長

生物醫學工程師皮埃爾·杜邦是波士頓兒童醫院小兒心臟生物工程科室的主任，他在近10年前開始進入該院工作時，問道：「我們能否製造出在身體內居住和工作的機器人？」現在，據我們所知，答案是肯定的。在豬身上進行的一項新研究顯示，一種植入式機器人或許能夠治療新生兒食管畸形。這是一種非常嚴重的疾病，目前是通過持續數周的侵入式醫療手段來治療。科學家希望，在機器人的幫助下，以後不必再採用這樣的手段。

近日發表於《科學機器人》雜誌的一項研究發現，這種植入式機器人能在豬的體內誘導食管生長。從本質上來說，機器人拉伸食管，直至食管開始長到一起。雖然利用類似方法來治療人類還是一種科學幻想，但這是朝那個方向邁出的第一步。終有一天，我們可以利用植入式機器人，誘導人類的食管生長。至少，這是研究人員的目標。

杜邦是這篇研究論文的作者之一。他說，他一直想在醫療環境中使用機器人。他很快發現了一件值得去嘗試的事情：長間隙食管閉鎖。這是一種先天缺陷，指新生兒的食管間隙大於3厘米。「想想看，如果你喝一杯水，你的食管卻中途閉合，結果會怎樣？」杜邦說。這種疾病的發病率為四千分之一，如果得不到治療，將具有致命性。不過，用Foker手術進行治療後，死亡率會變得很低。當食管間隙太大，無法把斷端縫合到一起的時候，就會採用這種複雜的手術。醫生會把手術縫合線系在食管的兩個斷端，利用新生兒背上的兩個「按鈕」來拉伸縫合線。就這樣一天天、一點點地逐漸收緊縫合線，直至食管自愈。

這種方法在治療長間隙食管閉鎖時非常有用，成功率高達95%至100%，但也有其缺點：新生兒必須住院三個多月，並且必須被麻痹兩周左右，以便手術見效。此外，費用奇高——超過100萬美元。

有了這種植入式機器人，醫生不必再給新生兒使用麻醉劑。

「你將消除長期麻醉帶來的所有風險。麻醉對兒童來說無論如何都不是什麼好事。」杜邦說，「你不知道如此長時間地使用麻醉劑，會對他們的神經認知發育有何影響。」

這種植入式機器人在治療過程中，也可以根據不同患者進行量身定製，精確度和可控性都可以提高。

一隻植入了機器人的豬在進食

杜邦等人設計的植入式機器人工作原理如下：一個電池驅動的機器人系有兩個縫在食管上的環，通過信號線與動物（豬或者以後的人類）背上的一個控制器相連。研究人員可以通過它，控制作用於食管的力度，將較低的環拉離較高的環，一次使食管延長一點。

這個過程被稱為機械刺激，利用牽引力或者拉力，誘導組織生長。杜邦說，機械刺激還沒有被人們完全理解，但已經得到廣泛應用。（其中一個常常用於乳房再造的應用被稱為組織擴張器，醫生把氣球嵌入皮膚之下，刺激皮膚生長。）

研究人員發明這種機器人後，把它植入了五隻豬的體內，還有三隻豬沒有被植入機器人，它們構成了對照組。所有八隻豬的食管都是正常的。然後，機器人根據研究人員的指令，每天把兩個環之間的距離加大一點。研究顯示，豬沒有表現出任何不適感，哪怕是在手術過後，胃口也沒有受到影響。

經過八、九天的拉伸後，研究人員發現，生長幅度達到了77%。與對照組相比，這具有相當的統計學意義，儘管實驗對象的數量較少。

杜邦及其論文合著者還發現，食管細胞的數量出現了增加，這說明牽引力不僅是在拉伸，還刺激了生長。這就像套在兩根手指上的一根橡皮筋，不僅在力的作用下拉伸，而且還在生長，因為拉伸時的皮筋與鬆弛時一樣粗。

研究人員發現，新長出來的組織具有功能性，至少表現出一定程度的蠕動，也就是食管肌肉的收縮。正是由於這種收縮，動物（包括人類）才能吞咽食物。

杜邦希望，今後能擴大這種植入式機器人的應用範圍，用以治療短腸綜合征。短腸綜合征是指出生時擁有完整腸道的兒童，因為受到感染，導致很大一部分腸道被切除，以至於兒童常常無法正常吸收營養，只能通過靜脈注射來補充營養。

用來治療食管閉鎖等罕見病的設備很難商業化，所以杜邦希望，這種植入式機器人能證明自己具有多種用途，可以用來治療短腸綜合征和其他涉及管狀器官缺陷的疾病。

依靠這項研究，機器人距離成為醫療備用品又近了一大步。在可能的情況下，所有疾病，包括罕見病，都應該有一個機器人助手。

來源：搜狐

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