MIT desarrolla hilo robótico capaz de deslizarse por los vasos sanguíneos del cerebro.
Los investigadores prevén que la tecnología podría utilizarse para eliminar coágulos en pacientes con lesiones cerebrovasculares y aneurisma.
Massachusetts. 28 de agosto de 2019.- Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), desarrollaron un hilo robótico dirigido magnéticamente capaz de deslizarse a través de espacios tan estrechos como los vasos sanguíneos cerebrales.
Los investigadores comentan que en un futuro este hilo robótico puede combinarse con las tecnologías endovasculares existentes, lo que permitirá a los médicos tratar a paciente rápidamente en bloqueos y lesiones como las que se producen en los accidentes cerebrovasculares y aneurismas.
“El accidente cerebrovascular es la causa número cinco de mortalidad y una de las principales causas de discapacidad en los Estados Unidos. Si el accidente cerebrovascular agudo puede tratarse dentro de los primeros 90 minutos, la tasa de supervivencia de los pacientes podría aumentar significativamente”, dijo Xuanhe Zhao, Profesor Asociado de Ingeniería Mecánica e Ingeniería Civil y Ambiental en el MIT.
“Si pudiéramos diseñar un dispositivo para revertir el bloqueo de los vasos sanguíneos dentro de esta “Hora Dorada”, podríamos evitar el daño cerebral permanente. Esa es nuestra esperanza”, añadió Zhao.
Zhao en compañía de su equipo, entre ellos Yoonho Kim, autor principal y estudiante graduado de ingeniería mecánica del MIT, así como los coautores German Alberto Parada, estudiante de posgrado del MIT y el estudiante visitante Shengdou Liu explicaron su diseño a la revista Science Robotics.
Kim comenta que el procedimiento actual puede ser físicamente agotador, lo cual requiere que los cirujanos estén especializados para estás cirugías, así como soportar repetidas exposiciones a la radiación de la fluoroscopia.
“Es una habilidad exigente y simplemente no hay suficientes cirujanos para los pacientes, especialmente en áreas suburbanas o rurales”, dijo Kim.
En años anteriores el equipo a trabajado en diversos proyectos donde involucraron hidrogeles, materiales biocompatibles, principalmente a base de agua, materiales accionados magnéticamente e impresiones en 3D, con toda esta experiencia se dieron cuenta que sus desarrollos podían mejorar los procedimientos endovasculares, tanto en su diseño de dirección como en la reducción de la exposición a las radiaciones asociadas.
El hilo esta compuesto por un núcleo de níquel-titanio o “Nitinol” el cual es elástico y flexible, a diferencia de los cables actualmente utilizados, su flexibilidad es ideal para deslizarse a través de vasos apretados y tortuosos.
El núcleo del cable esta cubierto de una pasta gomosa incrustada con partículas magnéticas, y recubierto con hidrogel, material que no afecta la capacidad de respuesta a las partículas magnéticas y dándole las característica de suavidad, libre de fricción y biocompatible.
Es lo suficientemente delgado como para guiarlo a través de una replica de silicona de tamaño natural de los vasos sanguíneos del cerebro, incluidos coágulos y aneurismas, modelados a partir de tomografías computarizadas del cerebro de un paciente real.
Kim agregó que el hilo se puede funcionalizar, esto es agregarle características, por ejemplo: la administración de medicamentos reductores de coágulos así como romper los bloqueos a través de luz láser. Para demostrar esto último se remplazó el núcleo de nitinol por una fibra óptica, la cual al guiarse hasta la región objetivo se activo el láser.
Los investigadores observaron que el hidrogel le dio al hilo la viscosidad necesaria para facilitar su deslizamiento en los vasos sanguíneos sin atascase, propiedad clave para evitar fricción y lesiones en los revestimientos de los vasos a medida que el hilo avanza.
Kim agregó que el hilo al ser dirigido magnéticamente, eliminaría la necesidad de que los cirujanos lo empujen físicamente, como actualmente lo realizan con un cable, a través de los vasos sanguíneos. Esto significa que los médicos podrían estar lejos del paciente, y mas importante, lejos del flouroscopio o radiaciones asociadas.
“Las plataformas existentes podrían aplicar un campo magnético y realizar el procedimiento de fluoroscopia al mismo tiempo al paciente, y el médico podría estar en otra habitación, o incluso en una ciudad diferente, controlando el campo magnético con un joystick”, comentó Kim.
“Nuestra esperanza es provechar las tecnologías existentes para probar nuestro hilo robótico in vivo en el siguiente paso”, finalizó Kim.
La investigación fue financiada por la Oficina de Investigación Naval, El MIT para Nanotecnologías para Soldados (ISN) y la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF).
