Angin ahmar atau strok merupakan penyakit yang sangat digeruni. Strok berpunca dari masalah arteri atau pembuluh darah yang tersumbat dan menyukarkan pengaliran darah dengan lancar sampai ke otak. Sekatan ataupun halangan darah sampai ke otak menyebabkan otak tidak mendapat bekalan darah dan oksigen yang mencukupi dan boleh mengakibatkan kematian sekiranya tidak dilakukan rawatan kecemasan.
Untuk merawat penyakit angin ahmar yang kronik, doktor dan pakar surgeri biasanya menggunakan kaedah pembedahan yang kompleks melibatkan pelebaran salur darah yang sempit atau memindahkan salur darah yang mengalami masalah ke laluan alternatif yang lain (bypass). Pembedahan saraf otak merupakan pembedahan berisiko tinggi yang boleh mendatangkan trauma kepada pesakit. Ia merupakan jalan terakhir bagi menyelamatkan pesakit seperti yang dialami oleh golongan berumur yang menderita penyakit angin ahmar. Proses pembedahan salur darah otak merupakan kaedah yang sangat rumit dan pakar-pakar dalam bidang teknologi perubatan dan kejuruteraan tepat (precision engineering) sentiasa mencari jalan penyelesaian untuk mengurangi masalah yang dihadapi.
Sekumpulan penyelidik yang diketuai oleh Profesor James Friend dari Micro/Nanophysics Research Laboratory dari University Monash, Australia telah menjalankan satu kajian menghasilkan robot mikro yang dapat dimasukkan ke dalam pembuluh darah bagi mengesan dan merawat penyakit kronik seperti angin ahmar, masalah jantung, Alzhemier dan sebagainya. Ketika artikel ini ditulis, mereka sedang berada di peringkat akhir dalam proses merekabentuk dan melakukan ujian memasukkan robot mikro tersebut ke dalam arteri darah haiwan sebagai sampel ujikaji. Kemajuan hasil penyelidikan tersebut telah pun diterbitkan dalam sebuah jurnal terkemuka iaitu Institute of Physics Publishing’s (IOP), Journal of Micromechanics and Microengineering. Di dalam jurnal tersebut, mereka menerangkan dengan terperinci bagaimana sejenis bahan yang dikenali sebagai bahan piezoelektrik yang digunakan sebagai komponen paling utama untuk menghasilkan robot mikro yang hanya bersaiz 250 mikrometer, iaitu kira-kira bersaiz sebutir garam yang dapat bergerak atau berenang di dalam arteri darah.
Bahan piezoelektrik kebiasaannya digunakan dalam pemetik api atau dapur gas. Sifat bahan piezoelektrik ialah keupayaannya untuk menghasilkan arus elektrik apabila dikenakan daya mekanikal ke atasnya seperti tekanan, regangan atau hentaman. Di dalam dapur gas misalnya, semasa hendak menyalakan api, suiz pemula dipusing dan akan kedengaran seperti satu hentaman yang kuat di dalamnya. Mekanisma yang berlaku ketika proses menyalakan api tersebut ialah, apabila suiz pemula dipusing satu spring akan melepaskan sebiji bebola logam yang akan menghentam dengan kuat bahan piezoelektrik di dalamnya. Akibat daya hentaman bebola keluli tersebut, voltan arus elektrik sejumlah hampir 10,000 volts akan terhasil yang akan bergerak melalui kabel kuprum dan akan menyala apabila bercampur dengan gas memasak. Dengan itu terhasilah nyalaan api dari dapur gas.
James Friend yang memulakan penyelidikan menghasilkan robot mikro lebih 3 tahun yang lalu menegaskan bahawa piezoelektrik merupakan bahan yang paling sesuai setakat ini untuk membekalkan tenaga bagi motor mikro yang digunakan untuk robot mikro ciptaannya. Menurut beliau, enjin mikro yang terdiri dari motor, kipas dan gear dapat dikecilkan sehingga bersaiz mikro menggunakan teknologi MicroElectroMechanical System (MEMS). Enjin mikro ini kemudiannya dibekalkan dengan bahan piezoelektrik sebagai ’bahan api’ untuk menggerakkan robot mikro yang dapat bergerak melalui pembuluh darah yang sempit. Ia juga dapat berenang menentang arah aliran darah serta dapat bergerak ke kawasan yang sukar dicapai oleh peralatan dan teknik-teknik pembedahan saraf yang biasa dilakukan sebelum ini.
Friend juga dalam satu temubual dengan majalah teknologi terkenal ’SmallTimes’ menyatakan bahawa, robot mikro yang dikawal menggunakan alat kawalan jauh berjaya mengatasi kesukaran pakar bedah yang sebelum ini menggunakan tiub khas (catheter) bagi mencapai kawasan arteri darah di dalam struktur otak yang kompleks. Robot mikro yang dilengkapi dengan sensor pengesan dapat memperbaiki struktur arteri yang rosak dan tersumbat setelah diprogramkan terlebih dahulu untuk tujuan tersebut. Dengan cara ini kerumitan pembedahan otak untuk rawatan penyakit kronik seperi strok, Alzheimer dan penyakit saraf yang lain akan dapat diatasi.
Menurut beliau lagi, selain digunakan dalam bidang bio perubatan, robot mikro juga berpotensi untuk dikembangkan dalam bidang-bidang teknologi tinggi yang lain seperti elektronik, aeronautik, farmaseutikal, ketenteraan, kejuruteraan bahan dan industri automotif. Untuk tujuan tersebut, kepakaran dalam pelbagai bidang sains seperti fizik, elektronik, mekanikal dan rekabentuk kejuruteraan mikro sangat diperlukan pada masa hadapan. Friend percaya dengan adanya rekabentuk dan kemahiran tinggi dalam subtopik seperti elektromagnetik, elektrostatik, haba dan bendalir mikro (microfluidic) akan dapat meningkatkan lagi kebolehan robot mikro yang dicipta oleh beliau dan ahli kumpulan penyelidikannya. Apa yang menarik dalam rekabentuk dan aplikasi bahan piezoelektrik untuk kegunaan robot mikro ialah saiznya yang boleh dikecilkan mengikut keperluan. Secara ringkas, dengan hanya rekabentuk dan struktur yang ringkas, robot mikro boleh disuntik ke dalam pembuluh darah, bergerak ke seluruhan badan, mengesan dan mengambil sel-sel untuk didiagnosis dan diambil semula tempat asal untuk dianalisis.
Dari sehari ke sehari kemajuan rekaan dan ciptaan dalam bidang penyelidikan sains dan teknologi mikro/nano terus berkembang pantas. Dalam teknologi berskala kecil ini, cabaran untuk merealisasikannya juga bertambah rumit. Namun kehebatan minda dan impian manusia untuk mencapai kesempurnaan serta memperbaiki kualiti kehidupan terus mewarnai dunia penyelidikan, kreativiti dan inovasi.
Catatan :// Artikel ini muncul dalam Dewan Kosmik Mac 2010
No comments:
Post a Comment