کاربرد «میکرو روبات»ها در پزشکی – چگونه تخیل «آسیموف» جان می‌گیرد
تابستان گرم سال 63، یکی از کتاب‌های علمی تخیلی از ایزاک آسیموف می‌خواندم: سفر معجزه‌آسا!
داستانش را باید همه شما بدانید:
«دانشمند برجسته‌ای که به یکی از بزرگ‌ترین اکتشافات علمی جهان نایل آمده است، قبل از آنکه موفق به تشریح جزئیات اکتشافات خود شود، در جریان توطئه‌ای در یک سانحه اتومبیل، دچار عارضه مغزی می‌شود.
نجات جان این دانشمند معروف، برای بشریت واجد اهمیت حیاتی است. اما این امر میسر نیست، زیر عمل جراحی مغز از طریق شیوه‌هالی معمولی، احتمالا عوارضی بر جای خواهد گذاشت که به از بین رفتن حافظه وی منتهی خواهد شد.
تنها یک راه وجود دارد و آن این است که یک زیردریایی اتمی، هماره تیم کوچک جراحی، در مقیاس یک باکتری کوچک شده و به بدن او تزریق شوند تا از این طریق جریان خون به مغز راه یافته و لخته خون را از درون به وسیله اشعه لیزر منهدم کنند، ولی …»
خب! این خلاصه داستان بود که در پشت کتابی که نشر ونداد در آن زمان به مبلغ 400 ریال منتشر کرده بود، آورده بود و خواندنش من را مشتاق کرد که از پدرم بخواهم، کتاب را برایم بخرد!
کتاب اصلی با عنوان Fantastic Voyage در سال 1966 نوشته شده بود و بد نیست بدانید که با اینکه فیلم سفر معجره‌آسا، شش ماه پس از انتشار کتاب، به نمایش درآمد، اما این فیلم اقتباسی از اثر آسیموف نبود، بلکه برعکس این آسیموف بود که کتابش را با استفاده از ایده فیلمنامه نوشته بود و در کتابش تعدادی از ایرادهای منطقی فیلم را برطرف کرده بود.
اما جالب است بدانید که افراد زیادی مدتی است روی این آرزو و تخیل کار می‌کنند، البته نه از طریق کوچک کردن زیردریایی‌ها، بلکه با تلاش برای درست کردن روبات‌های بسیار کوچک.
عصر امروز، مطلب جالبی خواندم که در همین مورد بود:
بیماری‌های عروق کرونری (رگ‌های خونرسان قلب)، یکی از مهمترین دلایل مرگ و میر انسان‌های در دنیا هستند.
درمان‌های مداخله‌ای رایج، مستلزم بهره‌گیری از کاتترهایی هستند که باید وارد رگ‌ها بشوند، این به همین خاطر با محدودیت‌هایی روبرو است. به همین خاطر مدتی است که پژوهشگران در حال کار روی روبات‌های کوچک یا میکروروبات‌هایی هستند که بشود آنها را با نیروی یک میدان مغناظیسی خارجی در طول رگ‌ها حرکت داد و به مقصد، که جای تنگی رگ باشد رساند تا کار مورد نظر را که عبارت از برطرف کردن تنگی باشد، انجام داد. برای برطرف کردن تنگی می‌توان هم مته‌های مینیاتوری روی این روبات‌ها جاسازی کرد و هم می‌توان کاری کرد که روبات‌ها بعد از رسیدن به محل مورد نظر داروهای حل‌کننده لخته را در موضع، رها کنند. این میکروروبات‌ها را می‌توان در عروق خیلی تنگ یا کلاف‌های عروقی پیچیده حرکت داد.
تا به حال گام‌های عملی‌ای در جهت رسیدن به این هدف جاه‌طلبانه برداشته شده است. مثلا در یک مورد محققان توانسته‌اند یک آهنربای سیلندری ویژه را با نیروی مغناطیسی خارجی و تحت راهنمایی فلوروسکوپی به مغز یک سگ برسانند. یا در مورد دیگر پژوهشگران موفق شده‌اند به یک ماشین کوچک فنری‌شکل را که در روغن سیلیکون غوطه‌ور بود، حرکات مته‌ای القا کنند.
اما همه تحقیقات و آزمایشاتی که تا به حال انجام شده بودند، از یک نکته غافل بودند: خون در بدن انسان با طپش‌های قلب به حرکت درمی‌آید و سرعت جریان خون و فشارش با هر طپش زیاد و سپس به صورت تدریجی کم می‌شود. به عبارت دیگر ما با یک لوله که در آن مایعی با سرعتی یکنواخت در حال حرکت باشد، سر و کار نداریم و خون در درون رگ‌ها به صورت ضربانی جریان می‌یابد، بنابراین میکروروباتی که هم در این جریان سیال ضربانی در حال حرکت است، باید بتواند خود را با این مسئله هماهنگ کند. برای این کار جریان مغاظیسی خارجی باید بتواند به صورت هماهنگ، در سیم‌پیچی‌ها میکروروبات، ولتاژ متناسب برای حرکت را القا کند.
به تازگی JOURNAL OF APPLIED PHYSICS، در شماره ژانویه سال 2011 خود در مقاله جالبی که توسط پژوهشگران دپارتمان مهندسی مکانیک دانشگاه Hanyang و Chonnam کره جنوبی فرستاده شده است، به همین مسئله پرداخته است و روشی برای رفع این مشکل پیشنهاد کرده است.
خواندن متن کامل این مقاله را به همه علاقه‌مندان توصیه می‌کنم. (فایل PDF)
اما کاربردهای میکروروبات‌ها در پزشکی مسلما فراتر از چیزی هستند که در این مقاله به آنها اشاره شده است. در شکل زیر انواع این کاربردهای خلاصه شده است، کاربردهای مثل نشان‌دار کردن اعضای بدن، انتقال دارو به عضو و بافت هدف، کاربرد به عنوان حسگر، برطرف کردن انسداد، نصب استنت، ایجاد داربست‌هایی روی ابفت‌های هدف، بیوپسی (تکه‌برداری)، Ablation در قلب، براکی‌تراپی و …
یکی همین فیلم و یک کارتون هم (فکر کنم مربوط به ترنسفورمرز) رو ویدئو دیدم. یادش بخیر٬ چندین دفعه کارتون رو دیده بودم:)
“Imagination is more important than knowledge. For knowledge is limited to all we now know and understand, while imagination embraces the entire world, and all there ever will be to know and understand.”
Albert Einstein
«تخیل مهمتر از دانش است.علم محدود است اما تخیل دنیا را دربر می‌گیرد.»
یادش بخیر فیلمش یادمه
خیلی باحال بود
کتاب قشنگی بود و من توی دوران کودکی با اینکه قسمت زیادی از مطالب کتاب واسم غیر قابل فهم بود اونو خوندم و تا مدتها توی خیالم به امکان کوچک کردن وسایل فکر میکردم. چه دوران قشنگی بود. اخبار علمی فرهنگی هنری ، مجله دانشمند و دانستنیها، واسم مهمترین منبع کسب اخبار و اطلاعات مربوط به فناوری بود.