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《國際要聞》創新技術抵抗生物疤痕組織抗異物反應增加醫療植入物壽命
2023-10-13

※愛爾蘭戈爾韋國立大學與麻省理工的跨國聯合研究團隊合作創造一款軟性機器人植入物 - 纖維傳感動態軟性儲存器,在有纖維疤痕組織阻礙的情況下,它仍能對抗纖維包裹並輸送藥物。(Photo credit: University of Galway, MIT and Prof. Garry Duffy)

愛爾蘭戈爾韋國立大學(University of Galway)與麻省理工的跨國聯合研究團隊合作創造一款軟性機器人植入物,在有纖維疤痕組織阻礙的情況下,它仍能對抗纖維包裹並輸送藥物。研究團隊將這個裝置稱為「纖維傳感動態軟性儲存器(FibroSensing Dynamic Soft Reservoir, FSDSR)」,其設計目的是讓它在體內長期駐留並輸送藥物。然而,免疫系統通常會將這種醫療植入物視為外來物,並用一層厚厚的纖維疤痕組織將其隔離,進而限制藥物擴散,最終導致醫療植入物失去功能。這種新型軟性機器人植入物可以像海洋生物一樣充氣和放氣,有助於減少沉積在其表面的疤痕組織數量。不過,研究團隊還為這種植入設備配備了一個傳感器,可以測量設備上的疤痕組織數量,從而使其能利用AI人工智慧計算如何在不管有多少疤痕組織下釋放相同劑量的藥物。

異物反應是開發更有效的醫療植入物的關鍵阻礙。這類植入物上堆積著厚厚的疤痕組織會大大縮短植入物壽命,並限制其感知環境與釋放藥物的能力。減少這種生物汙垢的技術,如在醫療植入物上進行表面優化,但成功與否參差不齊。

為了解決這個問題,這個研究團隊創造了一種軟性機器人給藥植入物,它可以透過主動充氣和放氣來減少異物反應。這種運動似乎能迷惑生物體,使其無法在設備上沉積大量的疤痕組織。這種機器人驅動還有另一個作用,即幫助將液體藥物從裝置中擠出,進入周圍環境。據新聞稿指出,到目前為止,這項研究的結果還不錯,但在最新的研究中,研究人員更進一步引入了AI人工智慧。

他們還在設備中加入了傳感器薄膜,可以感知發生的生物汙染程度。然後,機器學習會計算這個裝置需要多少次動作,施加多大的力,才能通過周圍的纖維囊擠出一次劑量的藥物。透過這種方式,這個裝置即使被嚴重的纖維化疤痕組織覆蓋,也能繼續提供一致的藥物劑量。這項技術可能會為完全自主的植入物開啟新的篇章,這些植入物可以監控周圍環境,並根據需要作出調整,以實現其目標。

「這是一個新的研究領域,可能會對其他領域產生影響,而不僅僅侷限於糖尿病的治療。我們發現可以在沒有臨床醫師參與的情況下,長期提供一致且反應靈敏的劑量,從而提高療效,減少因纖維化而更換設備的需要。」這個研究的共同計畫主持人Garry Duffy教授說道。

(來源:Medgadget 生策中心編譯)

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