疤痕组织，也称为纤维化，是医疗设备植入物的祸根。即使在接受可能挽救生命的药物治疗时，患者的身体也常常会在异物周围形成疤痕，最终导致植入物功能失调或失效。这种反应会严重限制手术的疗效，但一项结合了软体机器人和人工智能的新突破可能很快就会克服这一难题。
根据发表在《Science Robotics》上的一项新研究，麻省理工学院和戈尔韦大学的研究人员合作开发了一种新的医疗设备技术，该技术依赖于人工智能和一个可塑性强的身体来规避疤痕组织的堆积。
“想象一下，一种治疗性植入物能够感知其环境并利用人工智能按需响应，”戈尔韦大学的联合首席作者兼博士后候选人Rachel Beatty在声明中说。“这种方法可以为各种慢性疾病的植入式药物输送带来革命性的变化。”
该技术的秘密武器是其导电多孔膜，能够检测到何时被疤痕组织阻塞。当这种情况开始发生时，机器学习算法就会启动，对一种新兴的力疗进行管理，在这种疗法中，软体机器人植入物会以不同的速度和大小充气和放气，以阻止疤痕组织的形成。
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麻省理工学院机械工程学教授、研究合著者Ellen Roche解释说，个性化、精准的药物输送系统可以通过响应个体免疫系统反应而大有裨益。此外，此类设备可以减少“脱靶效应”，同时确保在正确的时间输送正确的药物剂量。
“这里展示的工作是朝着这个目标迈出的一步，”她在声明中补充道。
在训练模拟中，该团队的设备能够在存在显著纤维化的情况下，制定个性化的、稳定的剂量方案。研究人员称，根据8月31日发布的公告，该新设备的AI即使在“最坏的情况下，即疤痕组织非常厚且密集”也能有效控制药物释放。
根据该研究的资深作者、戈尔韦大学解剖学和再生医学教授Garry Duffy的说法，该团队最初专注于将这种新机器人用于糖尿病治疗。“胰岛素输送插管因异物反应而失效，需要经常更换（大约每3-5天），”他通过电子邮件告诉PopSci。“如果我们能延长插管的使用寿命，那么我们就能在更长的时间内维持插管，而患有糖尿病的人需要更换的设置次数会减少。”
除了糖尿病，他们设想未来该设备可以轻松地适应各种医疗状况和药物输送方案。Duffy表示，这些进展很快就能“在很长一段时间内提供一致且响应迅速的给药，无需医生干预，从而提高疗效并减少因纤维化而更换设备的需要，”他在8月31日的声明中说。
