심장 감염을 치료하는 것은 공원에서 산책하는 것이 아닙니다. 환자들은 IV 항생제에 몇 주를 보내는 경우가 많으며, 이것이 실패할 경우 심장 절개 수술이 시작됩니다. Johns Hopkins University의 엔지니어들이 더 나은 방법을 찾았을 수도 있습니다.
연구팀은 너비가 연필 끝만큼, 길이가 쌀알만큼 긴 자석 ‘밀리로봇’을 개발했습니다. Advanced Materials Technologies에 발표된 연구에 자세히 설명된 바와 같이 로봇은 감염된 심장 조직에 직접 약을 전달하도록 설계되었습니다.
현재의 심장 감염 치료에 어떤 문제가 있나요?
심내막염은 매년 약 50,000명의 미국인이 걸리는 심장 조직의 감염입니다. 일반적인 치료는 몇 주 동안 IV 항생제를 투여하는 것이지만, 약물이 심장으로 가는 도중에 희석되어 종종 실패합니다. 그런 다음 의사는 복용량을 늘려 독성 부작용의 위험을 감수하거나 위험한 심장 절개 수술로 전환해야 합니다.
이 작은 로봇은 어떻게 작동하나요?
로봇은 태그 팀으로 작동합니다. 바늘 모듈이라고 불리는 첫 번째 모듈은 감염 부위 근처의 심장 조직을 잡고 파트너를 위한 주차 장소로 고정됩니다. 두 번째 약물 모듈인 약물 모듈은 항생제를 운반하고 자석을 사용하여 바늘에 고정되어 감염 부위에 점차적으로 방출됩니다.
바늘이 고정되어 있기 때문에 의사는 반복 투여를 위해 새로운 약물 모듈을 교체할 수 있습니다. 두 로봇 모두 배터리나 모터를 운반하지 않습니다. 대신, 신체 외부에 배치된 전자기 코일 세트가 MRI 기계의 자기장과 유사한 자기장을 사용하여 무선으로 조종합니다.
수석 저자인 Axel Krieger는 “약간의 핀 찌르기로 마이크로 로봇을 삽입하고 감염이나 출혈 없이 시술을 수행할 수 있습니다.”라고 말했습니다.
로봇은 이미 시뮬레이션된 혈류에 대해서도 인간의 심장을 모방하는 심장 모델을 탐색했으며 돼지 심장 조직에서 테스트되었습니다. 모든 것이 계획대로 진행된다면, 제1저자인 Anuruddha Bhattacharjee는 시술에 약 10분이 소요될 수 있고, 몇 차례에 걸쳐 약 1시간이 소요될 수 있으며, 치료 기간은 4~6주가 하루 이하로 단축될 수 있다고 말합니다.
다음으로 팀은 실제처럼 뛰고 수축하는 팬텀 하트 로봇을 테스트할 계획이다. 동일한 기술이 언젠가는 항암제 전달에도 도움이 될 수 있습니다.
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