介绍
微型机器人在医学领域的应用日益受到人们的关注，创新也日益增多。从靶向给药到执行精细的外科手术，其应用范围十分广泛。目前，一系列尺寸从纳米到厘米的微型机器人已被开发并测试，用于执行各种医疗任务。
微型机器人在医学领域的挑战
尽管取得了进展，但目前可用的微型机器人仍面临重大局限性。例如，在内窥镜显微外科手术中，所需的器械通常太重，单个毫米大小的机器人无法将它们运送到指定位置。此外，这些机器人的运动受到身体内表面粘液的阻碍，导致抓地力下降并打滑。
TrainBot创新
为了克服这些挑战，由德累斯顿德国癌症研究中心（DKFZ）田秋领导的团队开发了一种创新的解决方案： 火车机器人，一个由多个毫米级微型机器人组成的车队。这些机器人配备了增强型防滑钉状足，可以协同运输内窥镜器械。
TrainBot 采用无线方式操作，由旋转磁场控制，同时协调各个单元。这种方法允许在单一平面内进行精确运动，同时控制方向和旋转——这对于在人体有限空间内进行操控至关重要。外部驱动和控制系统的设计使其能够在与人体尺寸相适应的距离内运行。
在胆管显微外科手术中的应用
德累斯顿 DKFZ 的研究人员已经使用他们的三单元 TrainBot 车队模拟了外科手术。在胆管癌病例中，管道经常被堵塞，导致胆汁积聚，造成危险。内窥镜诊断后必须疏通阻塞处，这需要以锐角穿过小肠到达胆管——这对柔性内窥镜来说是一个重大挑战。
“这正是灵活的机器人列车能够展现其优势的地方，”项目负责人田秋说道。他的团队用从猪身上摘除的器官进行了演示。机器人列车能够操纵配备有电极丝的内窥镜器械，对胆管内的组织进行电消融。电极尖端到达目标部位后，施加电压，通过一种称为“电灼”的过程逐渐去除组织阻塞物。所使用的电极丝长25厘米，重量是TrainBot装置的三倍半。
未来展望
“鉴于TrainBots在器官模型中取得了令人鼓舞的成果，我们对开发用于内窥镜手术其他任务的微型机器人团队充满信心，”该研究的第一作者Moonkwang Jeong说道。微型机器人列车的应用开辟了微创医学的新领域。除了清除阻塞物外，这些机器人还可以通过编程输送导管进行引流，或直接向患处给药。
这一进步代表着我们迈向下一代医疗程序的重要一步，技术与创新将携手改善患者治疗效果，拓展现代医学的无限可能。机器人单元之间的协作能够增强个体能力，为此前被认为无法克服的挑战提供高效的解决方案。
