Con lợn này giống như bất kỳ con lợn nào khác, chỉ khác là nó đã đeo một chiếc ba lô suốt một tuần—vì lợi ích của khoa học. Ngay phía sau đầu của nó là một hộp điều khiển, với một viên pin và bộ xử lý, từ đó chạy một dây cáp vào qua thân của con lợn. Một khi bên trong, dây cáp đính vào một con robot rất đặc biệt được kẹp vào thực quản của con lợn, con đường đến dạ dày. Từ từ, con robot kéo dài, qua đó kéo dài ống.
Con lợn này không nhất thiết cần một con robot kéo trên ống thực quản của mình, nhưng trẻ em sinh ra với một phần bị thiếu của mình, một rối loạn được biết đến là atresia thực quản, có thể trong tương lai gần. Những nhà nghiên cứu mô tả hôm nay trong tạp chí Science Robotics làm thế nào con robot của họ không chỉ giúp điều trị rối loạn này, mà còn hội chứng ruột ngắn, trong đó trẻ mất một phần lớn ruột do nhiễm trùng. Robot có thể được cấy ghép, sau đó, có thể giúp kéo dài các cơ quan trong cơ thể người—mặc dù kỳ quái không phải bằng cách căng ra, như bạn có thể tưởng tượng ở đây.
Phương pháp điều trị hiện tại cho atresia thực quản không hề đơn giản hoặc dễ chịu. Bác sĩ phẫu thuật đính các mũi chỉ vào hai đầu của ống thực phẩm và kéo chúng ra qua những cắt ở lưng của trẻ. “Họ buộc chúng vào những cái giống như nút trên lưng của đứa trẻ,” như làm chú giải của Bác sĩ Pierre Dupont, nghiên cứu viên tại Bệnh viện Nhi đồng Boston, đồng tác giả của bài báo. “Và họ áp dụng căng lực vào những đầu đó theo cách này.” Điều này làm dài hai phần ngắt nối của thực quản, vì vậy khi bác sĩ đặt chúng lại vào ngực và khâu chúng lại với nhau, chúng bây giờ làm cầu nối những gì trước đây là một khoảng trống.
Vấn đề là, quá trình kéo dài này có thể mất đến một tháng, và đứa trẻ phải được gây mê suốt thời gian đó. Những chiếc mũi chỉ đang chịu nhiều căng trước, và nếu bệnh nhân di chuyển, chúng có thể bị nổ. Ngoài ra, thủ tục có thể thực sự chính xác hơn: Bác sĩ phẫu thuật xác định lượng căng đang thêm vào dựa trên kinh nghiệm. “Nếu họ kéo mạnh quá họ sẽ rách,” Dupont nói. “Nếu họ không kéo đủ, mô không phát triển. Nhưng họ đang cố gắng kéo mạnh nhất có thể mà không làm rách vì họ không muốn đứa trẻ đó bị tê liệt và gây mê lâu hơn họ cần phải.”
Lý tưởng nhất, bạn có thể xây dựng một hệ thống chính xác hơn hoạt động bên trong cơ thể, tự động cảm nhận xem nó cần áp dụng bao nhiêu căng. Đó là nơi con lợn xuất hiện. Nó không bị thiếu một phần của ống thực quản, vì vậy trong thí nghiệm này, con robot—được gắn bằng cách sử dụng hai chiếc vòng bọc quanh ống thực quản và được chỉnh chỉ cách nhau một inch và một nửa—đang kéo dài để căng ống như một dây đàn hồi.
Ngoại trừ nó không thực sự căng ra, như vậy. “Điều này là những gì các bác sĩ của chúng tôi biết từ kinh nghiệm khi nhìn vào mô,” Dupont nói, “nhưng chưa bao giờ có thể xác minh được." Sức căng đi kèm với các phương pháp phẫu thuật và robot truyền thống thực sự đang khuyến khích mô mới phát triển. Robot đang thúc đẩy thực quản tạo ra tế bào mới, dẫn đến mô khỏe mạnh hơn so với trường hợp ống chỉ được căng ra. Các nhà nghiên cứu đã làm tăng chiều dài của thực quản lợn lên đến 75% chỉ trong hơn một tuần.
Lý thuyết, ở một đứa trẻ có khoảng trống trong ống thực quản, robot vẫn sẽ làm cho thực quản dài hơn—nó sẽ chỉ đưa hai đầu không hoàn chỉnh lại gần nhau. Bác sĩ sẽ buộc một chiếc vòng vào đầu trên của thực quản và một chiếc vào đầu dưới. Theo thời gian, robot sẽ co lại, đưa hai đầu lại gần và gần hơn, thúc đẩy những tế bào đó phát triển. Cuối cùng, khoảng trống sẽ đóng đủ để bác sĩ có thể khâu hai đầu của ống lại với nhau, làm cho thực quản trở nên nguyên vẹn.
Robot cũng có khả năng điều trị hội chứng ruột ngắn. Trong trường hợp này, bác sĩ đã loại bỏ một đoạn dạ dày nhiễm trùng khá dài. “Độ dài còn lại quá ngắn, thức ăn đi vào một đầu và ra khỏi đầu kia mà không có cơ hội hấp thụ dưỡng chất,” Dupont nói. “Vì vậy nếu có cách nào đó để kích thích sự kéo dài của ruột, những đứa trẻ đó sẽ không phải được tiêm chất dinh dưỡng qua tĩnh mạch.” Ở đây, robot sẽ hoạt động giống như nó đã làm trên lợn, kết nối với ruột và mở rộng dần để kéo dài cơ quan.
“Đây là một khái niệm rất hấp dẫn cố gắng giải quyết vấn đề điều trị cho nhóm bệnh nhân rất khó chịu,” nói Nikolay Vasilyev, một nhà nghiên cứu đã phát triển một robot giúp trái tim bơi lội. “Vấn đề là xem robot có thể được loại bỏ một cách an toàn và cách mô phản ứng trong thời gian dài.”
Giải pháp ở đây có thể là các vật liệu phân giải. “Những gì tôi muốn làm là tạo ra một phiên bản của robot của tôi,” Dupont nói, “rằng ngay cả khi nó được đặt bên ngoài ruột, nó sẽ có thể hấp thụ, để tất cả các thành phần sẽ tan ra và chúng ta sẽ không phải chịu mổ thêm một lần nữa cho đứa trẻ.” Vì vậy, cơ thể cơ bản sẽ tiêu hủy robot ở bên ngoài hệ thống tiêu hóa.
Trước khi tất cả điều đó có thể xảy ra, tuy nhiên, các nhà nghiên cứu sẽ phải làm cho một chiếc robot hoạt động trên lợn nặng 100 pound trở thành một thứ gì đó không chỉ vừa với trẻ sơ sinh 3 tháng tuổi mà còn hoạt động hoàn toàn bên trong cơ thể. Điều này không dường như là không thể: Robot chỉ sẽ trở nên nhỏ gọn và tinh tế hơn từ đây. Và sớm thôi, các máy móc của mọi loại sẽ vào cơ thể người—hãy nghĩ về các robot được làm từ ruột lợn mà bạn nuốt phải, ví dụ. Vậy nên cảm ơn lợn, đã làm tốt.