Мягкий микроробот с магнитным управлением для наведения проводника в трёхмерной фантомной сосудистой сети

Мягкие роботы с магнитным приводом могут улучшить лечение диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови. В разработке мягких роботизированных систем для управления катетерами достигнут значительный прогресс. Однако разработка систем, способных управлять проводниками субмиллиметрового диаметра во время внутрисосудистых процедур, представляет собой более сложную задачу и требует нового микроробототехнического подхода к управлению. В данной работе разработана новая мягкая микророботизированная система с магнитным приводом, повышающая управляемость обычного проводника. Мягкий микроробот прикреплён к кончику проводника и управляется магнитным способом посредством изменения направления и напряжённости внешнего магнитного поля. Микроробот изготовлен методом репликационного формования и имеет мягкий корпус из полидиметилсилоксана, два постоянных магнита и микропружину. Разработана математическая модель, отображающая деформацию мягкого микроробота и использующая прямой подход к управлению. Затем модель была применена для управления проводником. Угол отклонения микроробота можно регулировать в диапазоне от 21,1° до 132,7° с помощью магнитного поля напряжённостью 15 мТл. Управляемость подтверждена двумерным отслеживанием in vitro. Наконец, проводник с установленным на нём мягким микророботом был испытан на трёхмерном (3D) фантоме коронарной артерии для проверки управляемости в трёхмерном пространстве.