Các kỹ sư tại Viện Kỹ thuật liên bang Zurich (ETH Zurich) và Viện Kỹ thuật liên bang Lausanne (EPFL) đã tạo ra loại ống thông từ sợi không độc hại, có thể chuyển đổi giữa trạng thái mềm và cứng trong quá trình phẫu thuật. Ống thông này có thể khiến các can thiệp phẫu thuật xâm lấn chỉ ở mức tối thiểu, bao gồm điều trị rối loạn nhịp tim theo cách đơn giản và hiệu quả hơn.

Ống thông được sử dụng trong nhiều hoạt động phẫu thuật vì chúng ít xâm lấn. Ví dụ, để điều trị rối loạn nhịp tim (nhịp tim không đều), các bác sĩ phẫu thuật có thể sử dụng ống thông để tiếp cận tim, thay vì mở lồng ngực của bệnh nhân. Ống thông được đưa vào động mạch và điều hướng đến vị trí cần được điều trị.

Hiện nay, có nhiều loại ống thông và phương pháp đặt ống thông khác nhau, nhưng chúng đều có những hạn chế nhất định. Ví dụ, các ống thông từ tính hiện được sử dụng trong lâm sàng chỉ có thể uốn cong theo một hướng tại một thời điểm và không có độ linh hoạt như mong đợi.

Mềm hoặc cứng tùy thuộc vào nhiệt độ

Nhóm nghiên cứu tại EPFL và ETH Zurich đã thiết kế mẫu ống thông có thể điều chỉnh độ mềm và cứng trong quá trình phẫu thuật. Ống thông được trang bị hai đoạn cho phép thay đổi độ cứng. Mỗi đoạn được tạo thành từ ba lớp. Lớp trong bao gồm một ống chứa các dây cần để vận hành ống thông và hệ thống làm mát. Lớp giữa được làm từ polymer nhớ hình dẫn điện, đồng thời đóng vai trò là bộ gia nhiệt, cảm biến nhiệt độ và chất nền có độ cứng thay đổi. Lớp ngoài làm bằng silicone và bao phủ ống thông. Cấu trúc đơn giản này cho phép chế tạo ống thông có đường kính 2,3 mm, phù hợp cho các ca phẫu thuật tim. Các kỹ sư đã áp dụng phương pháp "kỹ thuật nhúng" phổ biến trong y sinh học để tạo ra mẫu ống thông và đã hoàn thành thử nghiệm ban đầu để đảm bảo rằng vật liệu không độc hại.

Mẫu ống thông được thiết kế để điều hướng từ xa. Đầu ống được gắn nam châm nhỏ, có thể được điều hướng qua cơ thể bằng từ trường bên ngoài. GS. Dario Floreano, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Bằng cách làm mềm và cứng một cách có chọn lọc từng đoạn, ống thông có thể thích ứng tốt hơn với cơ thể trong quá trình điều hướng và duy trì độ cong như mong đợi khi cần”. Bác sĩ phẫu thuật kiểm soát chuyển động của ống thông với sự trợ giúp của cần điều khiển. Tuy nhiên, các tùy chọn khác cũng có sẵn - ống thông thủ công không có nam châm và được điều khiển theo cách thủ công; bác sĩ phẫu thuật sử dụng tia X để liên tục thu được hình ảnh ống thông và biết nó ở đâu vào bất kỳ thời điểm nào. Nghiên cứu sinh Yegor Piskarev, một trong số các tác giả nghiên cứu cho rằng: “Điều hướng từ xa là phương pháp mới và ít phổ biến hơn, nhưng có vẻ hiệu quả hơn. Phương pháp này tránh cho bác sĩ phẫu thuật phải tiếp xúc với tia X trong quá trình chụp hình và thao tác trên phím điều khiển đơn giản và nhanh hơn".

Ý tưởng nghiên cứu vẫn đang trong quá trình phát triển. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Advanced Functional Materials.

N.P.D (NASATI), theo https://medicalxpress.com/news/2022-03-nontoxic-variable-stiffness-threads-dexterous-cardiac.html, 21/3/2022