روبوت حركته مستوحاة من الثعابين لفحص الأمعاء الدقيقة وأخذ عينات من أنسجتها

في خطوة جديدة لتطوير تقنيات المناظير الطبية، ابتكر باحثون روبوتًا مرنًا مستوحى من حركة الثعابين، يمكنه التسلل داخل الأمعاء الدقيقة والوصول إلى مناطق يصعب فحصها بالمناظير التقليدية، مع إمكانية تصوير الأنسجة وأخذ عينات منها وتوصيل السوائل العلاجية إلى المناطق المستهدفة.

ووفقًا لما نشره موقع News Medical نقلًا عن باحثين في مركز UT Southwestern الطبي، بالتعاون مع مهندسين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا MIT، فإن التقنية الجديدة قد أظهرت نجاحًا في التجارب قبل السريرية، ما يفتح المجال أمام تطوير وسائل أكثر كفاءة لفحص اضطرابات الأمعاء الدقيقة وعلاجها.

لماذا يصعب فحص الأمعاء الدقيقة بالمناظير التقليدية؟
 

تُعد الأمعاء الدقيقة من أصعب أجزاء الجهاز الهضمي في الوصول إليها، بسبب طولها الذي يصل إلى نحو 6 أمتار، وكثرة انحناءاتها ووجود بطانة داخلية زلقة، وهو ما يجعل تحريك المنظار داخلها عملية معقدة وتستغرق وقتًا طويلًا.

ويعتمد الأطباء حاليًا على تقنية المنظار ذي البالون المزدوج، التي تستخدم بالونين يتم نفخهما وتفريغهما بالتبادل لمساعدة المنظار على التقدم داخل الأمعاء.

ورغم فاعلية هذه الطريقة، فإنها تتطلب تدريبًا متخصصًا، كما تستغرق وقتًا طويلًا وقد ترتبط بمخاطر أثناء الإجراء، ما دفع الباحثين إلى البحث عن تصميم أكثر مرونة وسهولة في التحكم.

كيف يتحرك الروبوت المستوحى من الثعابين داخل الأمعاء؟
 

يعتمد الروبوت  على تصميم أنبوبي مرن، يحتوي على حجرات قابلة للنفخ بالهواء، تسمح له بالتمدد والانحناء والتحرك في اتجاهات مختلفة، بطريقة تحاكي حركة عضلات الثعبان.

كما زود الباحثون رأس الروبوت وذيله بأغلفة خاصة مستوحاة من فن الكيريجامي الياباني، الذي يعتمد على القص والطي لتكوين أشكال ثلاثية الأبعاد.

وتساعد هذه الأسطح على تثبيت الروبوت مؤقتًا على البطانة الداخلية للأمعاء، وتوفير قوة احتكاك تساعده على التقدم داخل القناة الهضمية، دون الحاجة إلى التمدد الكبير للأنسجة الذي تتطلبه بعض آليات المناظير التقليدية.

ويتحكم الباحثون في حركة الجهاز باستخدام وحدة تحكم تشبه عصا الألعاب الإلكترونية، تسمح بتوجيهه عبر الانحناءات والممرات الضيقة.

تصوير الأنسجة وأخذ الخزعات وتوصيل العلاجات
 

لا تقتصر وظيفة الروبوت على استكشاف الأمعاء الدقيقة، إذ يحتوي على قناة مركزية تسمح بتمرير أدوات طبية متخصصة، تشمل كاميرا للتصوير المباشر، وأدوات لأخذ عينات من الأنسجة، ورشاشًا لتوصيل السوائل إلى مناطق محددة.

كما يمكن تصميم أدواته للتعامل مع الزوائد اللحمية الصغيرة وإزالتها، وهو ما قد يساعد مستقبلًا في الجمع بين التشخيص والتدخل العلاجي خلال الإجراء نفسه.

ماذا أظهرت التجارب الأولية؟
 

وفقًا للدراسة المنشورة في دورية Science Robotics ، نجح الباحثون في اختبار الروبوت داخل الأمعاء الدقيقة للخنازير، حيث تمكن من اجتياز مسافة بلغت نحو مترين خلال 11 دقيقة، مع اختبار قدراته على التصوير وأخذ عينات الأنسجة وتوصيل السوائل.

ولم تُظهر الاختبارات تلفًا مرئيًا في الأنسجة أو تمددًا مفرطًا للأمعاء في ظروف التجربة، وهي نتائج أولية مشجعة لتطوير التقنية.

هل أصبح الروبوت متاحًا للاستخدام البشري؟
 

رغم النتائج الواعدة، لا يزال BIOSENTER نموذجًا تجريبيًا في مرحلة ما قبل التجارب البشرية، ويحتاج إلى مزيد من الاختبارات للتحقق من سلامته وكفاءته، وتقييم قدرته على قطع مسافات أطول داخل الأمعاء، ومقارنته بالمناظير المستخدمة حاليًا.

ويعمل الباحثون كذلك على تطوير أنظمة التوجيه، والاستفادة من الذكاء الاصطناعي لتحسين حركة الروبوت والتحكم فيه، مع إمكانية تطوير قدرات أكثر استقلالية مستقبلًا.

وقد تمثل هذه التقنية خطوة مهمة نحو تسهيل تشخيص نزيف الأمعاء الدقيقة ومرض كرون وأمراض الأمعاء الالتهابية والأورام، إذا أثبتت كفاءتها وسلامتها في الدراسات اللاحقة.