软机器人技术突破减轻了对植入物的免疫反应

一种称为动态软容器的软机器人设备可以帮助植入设备避免免疫反应。资料来源：图片由麻省理工学院的研究人员提供

美国和爱尔兰的研究人员最近宣布了他们所谓的“重大突破”可以帮助患者对植入式医疗设备（如乳房植入物，起搏器，神经探针，葡萄糖生物传感器以及药物和细胞递送设备）产生免疫反应的软件。

目前，随着开发用于药物输送和健康监测的新技术，植入式医疗设备市场估计约为1000亿美元，并且具有巨大的增长潜力。这些设备并非没有问题，部分是由人体自身的免疫反应引起的。这些复杂且不可预测的异物反应会损害设备功能，并极大地限制了这些设备的长期性能和治疗功效。

一种这样的异物反应是纤维化，该过程是致密的纤维囊围绕植入的装置的过程，这可能导致装置故障或阻碍其功能。植入式医疗设备的各种故障率都可归因于纤维化，植入式起搏器的故障率从30％到50％，乳腺成形术的故障率从30％到30％。在生物传感器或药物/细胞递送装置的情况下，会在植入装置周围堆积的致密纤维囊会严重阻碍其功能，给患者带来后果，并给医疗保健系统带来成本。

跨大西洋团队使用软机器人逃避了免疫反应

跨大西洋科学家合作提出了他们所谓的“a radical new vision”用于医疗设备以解决免疫应答问题。它包括来自医学工程与科学研究所（ IMES ）在麻省理工学院；爱尔兰国立大学高威（努伊·戈尔韦）以及爱尔兰科学基金会（SFI）的高级材料和生物工程研究中心（琥珀色）等。

团队发表了研究描述软机器人修改人类对期刊中植入设备的免疫反应 科学机器人学。

科学家创造了一种微型的，由机械驱动的软机器人设备，称为动态软储器（DSR），该设备已经显示出，通过操纵设备与身体之间的界面环境，可以显着减少纤维囊的堆积。该设备利用机械振荡来调节细胞在植入物周围的反应。在具有生物启发性的设计中，DSR可以通过驱动膜在显微镜下改变其形状。

可植入系统图，显示了控制和致动组的并排植入。图片来源：Dolan等人，Science Robotics 4，eaax7043（2019）

“这项研究证明了植入物的机械扰动如何调节宿主异物的反应，”该研究的资深合著者艾伦·罗奇（Ellen Roche）说。 “这具有广泛的临床应用潜力，有望在我们的团队之间开展许多未来的合作研究。”

罗氏（Roche）是IMES核心教员，机械工程系助理教授和W.M.凯克职业发展教授，生物医学工程。她还是NUI戈尔韦大学（NUI Galway）的前研究员，她在创造软机器人袖套以帮助心力衰竭患者方面的工作在2017年赢得了国际赞誉。

“我们认为本文描述的想法可以改变未来的医疗设备以及它们如何与人体相互作用，”AMBER首席研究员，NUI高威大学解剖学教授，该研究的资深合著者Garry Duffy补充道。“我们很高兴进一步开发该技术，并与对软机器人技术潜力感兴趣的人们合作，以更好地集成设备以延长使用时间并提高患者治疗效果。建立并继续与Dolan和Roche实验室的合作，并发展跨大西洋的软机器人专家网络，这真是太棒了。”

“我们很高兴发表这项研究，因为它描述了一种使用软机器人调节异物反应的创新方法，”这项研究的第一作者，NUI戈尔韦大学生物医学工程讲师，麻省理工学院和NUI戈尔韦大学罗氏和达菲实验室的前研究员Eimear Dolan说。“我最近获得了科学基金会爱尔兰皇家学会大学研究基金的资助，将这项技术的发展重点放在1型糖尿病上。与这样一支才华横溢的跨学科团队合作是一种荣幸，我期待着继续合作。”