Heb je als kind wel eens bootjes, raketten, kranen, enzovoort van papier gemaakt? Veel mensen hebben daar plezier aan beleefd. Deze prachtige Japanse kunst van het papiervouwen heet 'origami'. Maar het zal je misschien verbazen dat deze simpele, maar mooie kunstvorm nu wordt gebruikt om grote doorbraken in de geneeskunde te realiseren en mensenlevens te redden. Vandaag bespreken we dit bijzondere verband.
Hoe helpt deze kunstvorm van origami de geneeskunde dan?
Simpel gezegd is het basisidee van origami dat je iets groots tot een heel klein formaat kunt vouwen en het vervolgens weer groter kunt maken wanneer dat nodig is. Stel je voor dat je op zoek bent naar een manier om...
Artsen en ingenieurs keken naar dit concept en dachten: "In plaats van een grote incisie in het lichaam te maken tijdens een operatie, zouden we niet een apparaat kunnen maken dat via een klein gaatje in het lichaam kan worden ingebracht? Dat apparaat zou dan in het lichaam tot de gewenste grootte kunnen worden vergroot, vervolgens weer worden samengedrukt en verwijderd wanneer de klus geklaard is?"
Dit idee effende de weg voor de huidige minimaal invasieve chirurgie , ofwel ' laparoscopische chirurgie '. Deze methode heeft ervoor gezorgd dat patiënten snel herstellen, met minder pijn en zonder grote littekens .
Verbazingwekkende medische apparaten gemaakt met behulp van origami.
Laten we eens kijken naar een aantal apparaten die al met deze technologie zijn gebouwd, of die zich in de onderzoeksfase bevinden. Sommige lijken wel rechtstreeks uit een sciencefictionfilm te komen.
| Type apparaat | Wat het doet | Origami-verbinding |
|---|---|---|
| Hartstent | Wanneer bloedvaten in het hart verstopt raken, worden ze gebruikt om ze open te houden. | Een stent van ongeveer 30 millimeter wordt opgevouwen tot een klein formaat van ongeveer 7-9 millimeter, via een ader ingebracht en vervolgens op de gewenste plek uitgeschoven. |
| Oriceps | Dit is een klein pincet dat bij operaties wordt gebruikt. Het wordt gebruikt voor zaken als het vasthouden van weefsel en snijden. | Het is als een 'haakje' van papier. Nadat het via een klein gaatje in het lichaam is ingebracht, kan deze pincet intern worden geactiveerd. |
| Apparaten die kankercellen vernietigen | Het wordt gebruikt voor de behandeling van kankertumoren in de maag. Hierbij wordt een elektrische stroom (radiofrequentieablatie) gebruikt om kankercellen te vernietigen. | De punt van het instrument, die vele kleine uitsteekseltjes heeft, buigt lichtjes wanneer het via een endoscoop wordt ingebracht. Binnen in de tumor ontvouwt het zich tot een 3D-vorm, zoals een pauw die zijn veren spreidt. |
| DNA-origami (DNA-nanotechnologie) | Er wordt onderzoek gedaan naar medicijnen die zich specifiek richten op kankercellen en naar de mogelijkheden om deze te gebruiken voor bijvoorbeeld bio-imaging, waarmee afbeeldingen van het lichaam worden verkregen. | Menselijke DNA-moleculen worden gebruikt als draden, die tot 3D-vormen worden 'gedraaid'. Deze kunnen een medicijnmolecuul 'oppakken' en naar de juiste cel brengen. |
Wat zijn de specifieke voordelen van deze methode?
Medische hulpmiddelen op basis van origami hebben verschillende voordelen ten opzichte van conventionele hulpmiddelen.
- Minimaal invasief: Zoals eerder vermeld, kan de operatie worden uitgevoerd via een kleine incisie in plaats van een grote incisie . Dit resulteert in een kortere herstelperiode, minder pijn en minder littekens.
- Eenvoudig ontwerp: Deze apparaten hebben minder bewegende onderdelen, pinnen en scharnieren , waardoor er minder plekken zijn waar bacteriën zich kunnen ophopen en het risico op infectie kleiner is.
- Lagere productiekosten: Doordat er minder onderdelen zijn, kunnen de productiekosten relatief laag zijn.
- Veiligheid: Zelfs chirurgische zakjes kunnen met origami worden gemaakt. Plaats ze vervolgens op een steriel oppervlak.Het kan worden uitgerekt zodat het niet in contact komt met niet-steriele oppervlakken die bacteriën kunnen bevatten.
Stel je voor, als je een operatie zou kunnen uitvoeren via een kleine incisie in plaats van een grote, hoeveel minder dagen zou je dan in het ziekenhuis hoeven te blijven? Hoeveel sneller zou je je normale leven weer kunnen oppakken?
Zijn er dan geen uitdagingen aan verbonden?
Er zijn inderdaad uitdagingen. Dit zijn de twee grootste uitdagingen.
1. Het juiste materiaal kiezen: Origami wordt van papier gemaakt. Een implanteerbaar apparaat kan echter niet van papier worden gemaakt. Het moet worden vervaardigd uit speciale materialen die compatibel zijn met het lichaam en geen bijwerkingen veroorzaken (biocompatibele materialen).
2. Activering: Hoe ontvouwt het apparaat zich, eenmaal in het lichaam ingebracht, op de gewenste plek? Sommige apparaten zijn zo ontworpen dat ze automatisch ontvouwen wanneer ze de lichaamstemperatuur bereiken. Andere worden geactiveerd door elektriciteit of een kleine motor. Dit moet zeer voorzichtig gebeuren.
Hoe zal de toekomst eruitzien?
Universiteiten en onderzoeksinstellingen over de hele wereld onderzoeken momenteel de mogelijkheden van origami voor medische toepassingen. Zo wordt er bijvoorbeeld onderzoek gedaan naar het maken van een vouwbaar, dun vel papier dat gebruikt kan worden om medicijnen tegen kanker in het lichaam toe te dienen, of naar het creëren van een stent van slechts 0,5 millimeter om glaucoom te behandelen.
Veel van deze technologieën bevinden zich nog in de onderzoeksfase, omdat het jaren duurt om financiering te vinden, een fabrikant te vinden en FDA-goedkeuring te verkrijgen voordat ze vanuit het laboratorium in ziekenhuizen kunnen worden gebruikt.
Maar bovenal heeft deze eenvoudige kunst van het papiervouwen de manier waarop medische ingenieurs naar de wereld kijken, veranderd. Dit is een perfect voorbeeld van de onbegrensde mogelijkheden die ontstaan wanneer kunst en wetenschap samenkomen.
Belangrijkste boodschap
- Origami is niet alleen een prachtige kunst van het papiervouwen, het is ook een krachtig technisch concept.
- Het idee dat iets groots tot een klein formaat kan worden opgevouwen en vervolgens weer kan worden vergroot, is zeer nuttig gebleken bij de ontwikkeling van medische apparaten.
- Deze technologie kan operaties veiliger, minder pijnlijk en sneller genezend maken.
- Dit is een uitstekend voorbeeld van hoe kunst en wetenschap, wanneer ze samenkomen, tot verbazingwekkende resultaten kunnen leiden en mensenlevens kunnen redden.
- Hoewel deze technologie nog in ontwikkeling is, biedt ze grote hoop voor de toekomst van de geneeskunde.
💬 Comments (0)
Er zijn nog geen reacties geplaatst. Voeg hier voor de eerste keer uw reactie toe.
Voeg je commentaar toe