Shape Memory Alloy Helical Microrobots with Transformable Capability towards Vascular Occlusion Treatment.
Shape Memory Alloy Helical Microrobots with Transformable Capability towards Vascular Occlusion Treatment.
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DOI：
10.34133/2022/9842752
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
11
通讯作者：
Mei, Yongfeng
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang, Hehua;Xu, Borui;Ouyang, Yi;Wang, Yunqi;Zhu, Hong;Huang, Gaoshan;Cui, Jizhai;Mei, Yongfeng
微创生物医学应用的实际实施一直是微型机器人长期追求的目标。在这一领域，以往的研究大多只展示了具有运动能力或执行单一任务的微型机器人，无法有效地实现功能化。在此，我们提出了一种具有调节结构转换的生物相容性形状记忆合金螺旋微型机器人，使其能够精确调节其运动行为和力学性能。特别是对于血管闭塞问题，这些微型机器人揭示了利用形状记忆效应的机械能力的基本解决策略。这种可变形的微型机器人不仅可以通过结构控制推力和扭矩来提高微钻的疏通效率，还可以利用其高做功能量将可膨胀的螺旋尾作为自推进支架。该策略利用无系绳操作来操作显微手术，而不会造成不必要的伤害。这项研究为通过精确调整结构、运动和机械性能来实现微型机器人的功能化开辟了一条道路。
Practical implementation of minimally invasive biomedical applications has been a long-sought goal for microrobots. In this field, most previous studies only demonstrate microrobots with locomotion ability or performing a single task, unable to be functionalized effectively. Here, we propose a biocompatible shape memory alloy helical microrobot with regulative structure transformation, making it possible to adjust its motion behavior and mechanical properties precisely. Especially, towards vascular occlusion problem, these microrobots reveal a fundamental solution strategy in the mechanical capability using shape memory effect. Such shape-transformable microrobots can not only manipulate thrust and torque by structure to enhance the unclogging efficiency as a microdriller but also utilize the high work energy to apply the expandable helical tail as a self-propulsive stent. The strategy takes advantage of untethered manipulation to operate microsurgery without unnecessary damage. This study opens a route to functionalize microrobots via accurate tuning in structures, motions, and mechanical properties.
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