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Guaina robotica indossabile ed economica per il trattamento del linfedema

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Immagini della manica del linfedema (a sinistra) e un diagramma dei suoi componenti (a destra). Il chip microfluidico gonfia e sgonfia in sequenza i palloncini, creando pressione e spingendo il fluido attraverso il braccio. Attestazione: Carolyn Ren

Il linfedema si verifica spesso nelle sopravvissute al cancro al seno, perché sono ad alto rischio di danno o rimozione dei linfonodi durante le procedure chirurgiche. Le posizioni di questi nodi spesso fanno sì che il fluido e le proteine ​​si raccolgano nel braccio, quindi il trattamento consiste in maniche di compressione che cercano di ripristinare il flusso normale. Tuttavia, le tecniche attuali sono costose e scomode.

In Biomicrofluidica, i ricercatori del Laboratorio di microfluidica dell’Università di Waterloo e del Laboratorio di biomeccanica DIESEL, Breast Rehab e Myant, Inc. hanno sviluppato una manica robotica morbida controllata con un chip microfluidico che riduce i costi di trattamento, il peso e il consumo energetico. Il prototipo è più portatile rispetto ai dispositivi precedenti e i meccanismi sottostanti possono estendersi ad altri trattamenti, come le protesi.

Il chip microfluidico ha 16 canali, ognuno dei quali funge da conduttura. Proprio come le tubazioni con diametri diversi creano velocità di flusso diverse, i canali hanno ciascuno una resistenza diversa. Le diverse resistenze creano un ritardo tra il flusso attraverso ciascun canale, facendo sì che i palloncini nella manica si gonfino in sequenza e spingano il fluido verso l’alto, fuori dal braccio.

Il progetto richiede solo due valvole miniaturizzate, che prendono il posto di otto ingombranti valvole che consumano energia. Di conseguenza, il costo viene ridotto da migliaia a centinaia di dollari. Funziona utilizzando una batteria agli ioni di litio da 3,7 volt all’interno di una scatola di controllo che pesa meno di un iPhone 13, in contrasto con la tecnologia precedente che richiedeva una presa a muro.

“La mia definizione di indossabile è che puoi indossarlo e fare quello che vuoi, senza essere collegato a un muro”, ha detto l’autrice Carolyn Ren. “Entrando nel campo della microfluidica, volevamo rendere il sistema alimentato a batteria ma senza compromettere le prestazioni”.

Posizionando un sensore tra il prototipo della manica e il braccio, il team ha misurato e ottimizzato la pressione della manica per incoraggiare il flusso del fluido.

I ricercatori stanno attualmente reclutando per i test sui pazienti. Intendono utilizzare il brevetto del loro dispositivo per sviluppare un prodotto commercialmente valido.

I chip microfluidici potrebbero anche essere incorporati nelle protesi per gli amputati della parte inferiore della gamba.

La pressione è distribuita in modo non uniforme intorno alla gamba durante la deambulazione e la gamba si gonfia per cambiare dimensione durante il giorno, ma le prese protesiche tradizionali non possono adattarsi di conseguenza. Un sistema a palloncino come il manicotto per linfedema potrebbe applicare la giusta quantità di pressione alla gamba in modo dinamico e gonfiare o sgonfiare per cambiare dimensione su richiesta.

“Guardiamo questi problemi da un’angolazione diversa, ma penso che ci siano molte più cose che la microfluidica può contribuire a queste aree”, ha affermato Ren.


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