德克萨斯大学奥斯汀分校MINIMAX实验室的研究人员开发了一种可3D打印的、磁性可操控的胶囊机器人。

该机器人旨在用于胃肠道疾病的诊断和治疗，其目标是减少患者对侵入性内窥镜检查的依赖。

该实验室主任、研究论文的资深作者夏方舟进行这项研究有着非常个人的使命。他在2022年因反复发作的胆结石导致的胆管堵塞，经历了多次侵入性的内镜逆行胰胆管造影术。这一状况最终需要切除胆囊。

“并发的COVID感染加重了并发症，导致我多次前往急诊室并反复接受ERCP手术，”夏方舟表示。“经历了多次ERCP后，我深切体会到内窥镜检查有多么侵入性，包括严重的咽喉刺激、不适和操作负担，尽管这些检查是出于诊断和治疗的必要性。”

在这次经历之后，夏方舟联系了麻省理工学院的Giovanni Traverso教授，后者在可摄入机器人领域的研究引起了他的注意，由此开始共同“为可摄入和可植入传感系统制定一种体域网络愿景”。

“在这项工作中，我们专注于胶囊机器人在胃肠道，特别是在胃区域的磁导航，”夏方舟解释道。

该胶囊的外壳涂有一层由软磁材料制成的外壳，这种材料是通过将钕铁硼颗粒混合到硅胶中制成的。

随后在3D打印沉积过程中，通过控制磁化方向，创造了一种“优化的NSSN/SNNS磁场分布模式”。

简而言之，取消了笨重的内部磁体后，为摄像头、传感器、药物储库、活检工具或其他治疗组件腾出了空间。

这种磁化模式也意味着在旋转的外部磁场下，可以实现可预测、稳定的滚动和转向，无需复杂的反馈控制算法。

研究团队在光滑、倾斜、干燥和湿润的纹理表面上验证了其运动能力，研究人员称，这证明了其在“模拟胃部环境的条件下具备鲁棒性”。