右侧可操纵导管的视图，以及它如何导航脑血管(插入左侧)。功劳:加州大学圣地亚哥分校一个由工程师和医生组成的团队开发了一种可操纵的导管，这将首次使神经外科医生能够在大脑动脉和血管中随意操纵该设备。该设备的灵感来自大自然，特别是昆虫的腿和鞭毛——允许细菌等微生物游泳的尾巴状结构。来自加州大学圣地亚哥分校的团队在8月18日的《科学机器人》杂志上描述了这一突破。
可操纵导管在加州大学圣地亚哥分校未来外科中心的猪身上成功试验。
在美国，大约每50个人中就有一个人患有未破裂的颅内动脉瘤——这是大脑动脉上的一种薄壁水泡状病变，容易破裂。这类病变影响全球超过1.6亿人，其中一半在50岁以下。动脉瘤破裂的患者中，超过一半死亡。一半的幸存者经历了长期残疾。研究表明，四分之一的病例不能手术，因为动脉瘤很难触及。
“作为一名神经外科医生，我们面临的挑战之一是将导管引导到大脑微妙而深的深处，”加州大学圣地亚哥分校健康中心神经外科系主任亚历山大·哈莱西博士说。“今天的结果证明了一种柔软、易于操纵的导管的概念证明，它将显著提高我们治疗脑动脉瘤和许多其他神经疾病的能力，我期待着将这一创新推向患者护理。”
学分:加州大学圣地亚哥分校动脉瘤手术目前的技术水平包括神经外科医生将导丝插入腹股沟附近的动脉，使导管穿过主动脉并一直进入大脑。外科医生使用弯曲尖端的导线来导航大脑的艺术系列和连接。但是在导管的尖端可以用来提供治疗之前，这些导线必须被移除。
“一旦收回导丝，导管将恢复其原始形状，通常是直的，导致无法进入病理学，”杰西卡·温博士说，她在临床医生和工程师之间起到了桥梁的作用，并与加州大学圣地亚哥分校未来外科中心协调工作。
因此，很难将它放置并保持在正确的位置来释放铂线圈，以阻止血液流向动脉瘤并防止脑出血。
由于大脑血管非常小，神经外科手术无法使用可控导管。具体来说，设备的直径需要小于一毫米——大约是几根人发的直径——并且大约五英尺长(160厘米)。工业制造方法在这种规模下举步维艰。这部分是因为重力、静电学和范德华力在这个尺寸下都是相似的。所以一旦你用镊子夹起东西，你就不能把它掉下来。如果你用镊子哄它，它可能会从相反的力量中跃入空中消失，再也找不到了。
“不幸的是，我们需要治疗的许多最重要的血管都是身体中最曲折和脆弱的血管之一，”加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院和医学院的教授、该论文的相应作者詹姆斯·弗瑞德(James Friend)说。“尽管机器人在解决许多医疗问题方面的需求正在上升，但这类手术所需规模的可变形设备根本不存在。”
一个可操纵的导管允许外科医生在大脑最深的凹陷处提供治疗，在这种情况下是阻断流向动脉瘤的血液的铂线圈。学分:加州大学圣地亚哥分校生物灵感
为了解决这个问题，研究人员求助于自然和软机器人的灵感。
“我们的灵感来自鞭毛和昆虫腿，以及甲虫交配，其中涉及微尺度水力学和大方面变形，”Gopesh Tilvawala说，他最近在Friend的研究小组获得了博士学位，也是该论文的第一作者。“这导致我们开发了一个可操纵导管的荧光图像，该导管在猪的大脑动脉中导航并部署线圈。学分:加州大学圣地亚哥分校神经外科的新方法
内科医生说，这项工作将对动脉瘤手术的实施方式产生重大影响。加州大学圣地亚哥分校健康中心的神经外科医生David Santiago-Dieppa博士说:“这项技术非常适合我需要从母动脉中的导管位置进行180度转弯的情况，保持位置和减少踢腿是至关重要的。“这一进展可能最终使我们能够治疗动脉瘤、其他大脑病变，甚至是我们过去无法治疗的中风。”
加州大学圣地亚哥分校健康中心放射科主任亚历山大·诺巴斯博士说:“这种类型的精度可以通过可控工具来实现，这些工具的成功部署应该会推动我们在允许更好的访问、减少程序时间、更好的容量利用率、减少辐射暴露以及其他相关和预期的好处方面取得进展。”。
接下来的步骤包括有统计意义的大量动物试验和首次人体试验。
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