Hilo robótico

Ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachusettts (MIT) han desarrollado un hilo robótico que puede deslizarse a través de caminos estrechos y sinuosos, como la vasculatura labintina del cerebro. En el futuro, este hilo robótico puede combinarse con las tecnologías endovasculares existentes. Permite a los médicos guiar de forma remota el robot a través de los vasos cerebrales de un paciente para tratar rápidamente bloqueos y lesiones, como las que ocurren en los aneurismas y los accidentes cerebrovasculares.

Zhao:“Si el accidente cerebrovascular agudo se puede tratar dentro de los primeros 90 minutos, las tasas de supervivencia de los pacientes podrían aumentar significativamente”.

Xuanhe Zhao, profesor asociado de Ingeniería Mecánica y de Ingeniería Civil en el MIT, recuerda que el accidente cerebrovascular es la causa número 5 de muerte y una de las principales causas de discapacidad en los Estados Unidos. Para Zhao, si se puede diseñar un dispositivo para revertir el bloqueo de los vasos sanguíneos dentro, se podría evitar el daño cerebral.

Hilo robótico

Para eliminar los coágulos de sangre en el cerebro, los médicos realizan un procedimiento endovascular. Se trata de una cirugía mínimamente invasiva. El cirujano inserta un cable delgado a través de la arteria principal del paciente, generalmente en la pierna o la ingle. Guiado por un fluoroscopio que simultáneamente captura imágenes de los vasos sanguíneos mediante rayos X, el cirujano gira manualmente el cable hacia el vaso cerebral dañado. Luego, se puede enroscar un catéter a lo largo del cable para administrar medicamentos o dispositivos de recuperación de coágulos a la región afectada.

El autor principal del hilo robótico, Yoonho Kim, afirma que el procedimiento puede ser físicamente agotador. Por esta razón, requiere que los cirujanos, que deben estar específicamente entrenados en la tarea, soporten la exposición repetida 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”.

Los alambres guía médicos utilizados en tales procedimientos son pasivos, lo que significa que deben manipularse manualmente. Generalmente están hechos de un núcleo de aleaciones metálicas, recubiertas de polímero, un material que Kim dice que podría generar fricción. Asimismo, podría dañar los revestimientos de los vasos si el alambre se quedara atascado temporalmente en un espacio particularmente estrecho.

Enhebrar una aguja

El equipo se dio cuenta de que los desarrollos en su laboratorio podrían ayudar a mejorar dichos procedimientos endovasculares. En concreto, tanto en el diseño de la guía como en la reducción de la exposición de los médicos a cualquier radiación asociada. Durante los últimos años, el equipo ha acumulado experiencia tanto en hidrogeles como en materiales accionados magnéticamente impresos en 3D. Estos impresos pueden diseñarse para gatear, saltar e incluso atrapar una pelota, simplemente siguiendo la dirección de un imán.

En este nuevo artículo, los investigadores combinaron su trabajo en hidrogeles y en actuación magnética, para producir un hilo robótico recubierto de hidrogel magnéticamente orientable, o alambre guía, que pudieron hacer lo suficientemente delgado como para guiar magnéticamente a través de una réplica de silicona de tamaño natural de los vasos sanguíneos del cerebro.

El núcleo del hilo robótico está hecho de aleación de níquel-titanio, o nitinol, un material que es flexible y elástico. Se conservaría su forma cuando se doblara, dándole más flexibilidad para enrollar a través de vasos apretados y tortuosos. El equipo cubrió el núcleo del cable con una pasta gomosa, o tinta, que incrustaron con partículas magnéticas.

Finalmente, utilizaron un proceso químico que desarrollaron previamente, para recubrir y unir la cubierta magnética con hidrogel, un material que no afecta la capacidad de respuesta de las partículas magnéticas subyacentes y, sin embargo, proporciona al cable una superficie suave, libre de fricción y biocompatible.