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2023-01-01 10:12

用于淋巴水肿治疗的机器人软套降低了成本、重量和功耗

淋巴水肿经常发生在乳腺癌幸存者身上,因为他们在手术过程中淋巴结损伤或切除的风险很高。这些淋巴结的位置通常会使液体和蛋白质聚集在手臂上,因此治疗包括压缩套,以寻求恢复正常的流动。然而,目前的技术既昂贵又不方便。

在AIP出版的《生物微流体》中,滑铁卢大学微流体实验室、DIESEL生物力学实验室、乳房康复中心和Myant, Inc.的研究人员开发了一种由微流体芯片控制的软机器人套,可以降低治疗成本、重量和功耗。该原型比以前的设备更便携,其底层机制可以扩展到其他治疗,如假肢。

微流控芯片有16个通道,每个通道都相当于一种管道。就像不同直径的管道产生不同的流速一样,每个通道都有不同的阻力。不同的阻力在流经每个通道之间产生了时间延迟,导致套筒内的气球依次膨胀,并将流体向上推出臂外。

这种设计只需要两个微型阀门,就可以取代八个体积庞大、耗能大的阀门。因此,成本从数千美元降低到数百美元。它使用3.7伏锂离子电池,控制盒的重量比iPhone 13还轻,而之前的技术需要墙上的插座。

通过在套筒原型和手臂之间放置传感器,研究团队测量并优化了套筒压力,以促进流体流动。

研究人员目前正在招募患者进行测试。他们打算用他们的设备专利来开发一种商业上可行的产品。

微流控芯片也可以应用到小腿截肢者的假肢中。

在行走过程中,腿部周围的压力分布不均匀,并且腿部在一天中会肿胀以改变大小,但传统的假肢窝无法相应地调整。像淋巴水肿套这样的气球系统可以动态地对腿部施加正确的压力,并根据需要充气或放气以改变大小。

“我们从不同的角度看待这些问题,但我认为微流体技术可以为这些领域做出更多的贡献,”Ren说。