ИИ може да задържи имплантите за по-дълго време в човешкото тяло

Представете си, че тялото ви има имплант, който може непрекъснато да наблюдава появата на заболявания и инфекции и незабавно да освобождава лекарства, за да ги предотврати. Не би ли било страхотно особено за пациенти, които страдат от заболявания като сърдечна недостатъчност, диабет и астма?

Ще се изненадате да разберете, че такива импланти наистина съществуват, но човешкото тяло не им позволява да работят. Нашата имунна система разпознава такива устройства като чужди вещества.

Така че всеки път, когато лекарите поставят имплант в тялото на пациент, след известно време съединителна тъкан (белег) заобикаля устройството, нарушавайки функциите му и в крайна сметка причинява повреда. Ново проучване обаче предполага, че изкуственият интелект може да помогне на телесните импланти да избягат от белезите и да си свършат работата.

Екип от изследователи от Масачузетския технологичен институт и намиращия в Ирландия Университет в Голуей разработи мек роботизиран имплант с изкуствен интелект, който може да усети развитието на белези около себе си и съответно да промени формата си, за да доставя лекарства без прекъсване.

ИИ кара имплантите да работят сред фиброза

Изследователите тестваха меки роботизирани импланти преди това като инструмент, но тези устройства не успяха да усетят промените в тъканната среда около тях.

„Ако можем да усетим как имунната система на индивида реагира на имплантирано терапевтично устройство и съответно да променим режима на дозиране, това може да има голям потенциал за персонализирано, прецизно доставяне на лекарства, намаляване на нецелевите ефекти и осигуряване на доставянето на точното количество лекарство в точния момент“, каза съавторът Елън Рош, професор по машинно инженерство в MIT.

Те добавиха няколко невероятни функции към настоящия дизайн на импланта, за да постигнат това. Например, устройството следва принцип, наречен механотерапия, който му позволява многократно да се издува и смалява.

Според изследователите подобни движения предотвратяват натрупването на съединителна тъкан около импланта. Новият дизайн също така се състои от проводима пореста мембрана, която усеща натрупването на тъкан предварително.

Въпреки това, няма начин имплантът да работи за неопределено време. За да предотвратят повреда на устройството, те разработиха програма с изкуствен интелект, която може да предскаже точното количество лекарство и силата, с която то трябва да бъде доставено, така че имплантът да продължи да доставя лекарство, независимо от степента на натрупване на съединителна тъкан.

Учените също така проведоха компютърни симулации, за да видят как имплантът с изкуствен интелект работи срещу фиброзни капсули с различна дебелина.

„Устройството разработи най-добрия режим за освобождаване на постоянна доза“, каза съавторът Гари Дъфи, професор по регенеративна медицина в университета в Голуей.

„Ние показахме най-лошия сценарий на много дебела и плътна тъкан от белег около устройството и то преодоля това, като промени начина, по който изпомпва лекарството. Можем да контролираме фино освобождаването на лекарството в изчислителен модел, използвайки мека роботика, независимо от значителната фиброза“, добави той.

Изследването е публикувано в списанието Science Robotics на 30 август и може да бъде намерено тук.