Con el movimiento de una pequeña muñeca mecánica, un equipo de ingenieros y médicos en el Laboratorio de Ingeniería Médica y Descubrimiento de la Universidad de Vanderbilt esperan darle a la cirugía con aguja un nuevo grado de destreza.
La cirugía con aguja, que utiliza instrumentos quirúrgicos reducidos al diámetro de una aguja de coser, es la forma más mínima de cirugía mínimamente invasiva. Las incisiones del tamaño de una aguja que requiere son tan pequeñas que pueden sellarse con cinta quirúrgica y generalmente sanar sin saliruna cicatriz.
Aunque existe desde la década de 1990, la técnica, que también se llama mini- o microlaparoscopía, es tan difícil que solo un puñado de cirujanos de todo el mundo la usan regularmente. Además, se ha limitado en gran medida al raspadoeliminar el tejido enfermo con anillos de bordes afilados llamados curetas o quemarlo con pequeños láseres o cables calentados.
Entonces, un equipo de investigación encabezado por el Profesor Asociado de Ingeniería Mecánica Robert Webster ha desarrollado un robot quirúrgico con agujas orientables equipadas con muñecas de menos de 1/16 de pulgada 2 mm de espesor. El logro se describe en un documento titulado"Una muñeca para robots quirúrgicos del tamaño de una aguja" presentada en mayo en la Conferencia Internacional sobre Robótica y Automatización en Seattle.
El nuevo dispositivo está diseñado para proporcionar herramientas con aguja con un grado de destreza que antes no tenían. Esto no solo permitirá que los cirujanos-operadores realicen una serie de procedimientos, como resecciones precisas y suturas que no habían sido posibles antes,pero también permitirá el uso de agujas en lugares que han estado fuera de su alcance, como la nariz, la garganta, las orejas y el cerebro.
"Cuanto más pequeño pueda hacer instrumentos quirúrgicos, mejor ... siempre y cuando pueda mantener un grado adecuado de destreza", dijo el profesor de cirugía urológica S. Duke Herrell, quien está consultando sobre el proyecto. "En mi experiencia,cuanto más pequeños son los instrumentos, menos dolor postoperatorio experimentan los pacientes y más rápido se recuperan "
Ese ciertamente ha sido el caso de la cirugía tradicional mínimamente invasiva MIS, que se ha vuelto cada vez más común en los últimos años. Este método, que implica operar con instrumentos insertados a través de incisiones que van desde 3/8 hasta 3/16 de pulgada10 mm a 5 mm, generalmente causa menos dolor a los pacientes, menos daño a los tejidos, menos cicatrices y períodos de recuperación más cortos.
El esfuerzo para adaptar la tecnología robótica a MIS ha sido dominado por el Sistema Quirúrgico da Vinci de Intuitive Surgical, un sistema quirúrgico robótico diseñado específicamente para el abordaje mínimamente invasivo. Dependiendo del tipo de cirugía, requiere incisiones que son 1/3 de unpulgada 8 mm o 3/16 de pulgada 5 mm.
"Aunque funciona muy bien para la cirugía abdominal, el da Vinci usa un sistema de alambre y polea que es extremadamente difícil de miniaturizar más, por lo que no funcionará en espacios más pequeños como la cabeza y el cuello", dijo Webster.
Durante los últimos seis años, Webster y sus colegas han estado desarrollando un robot quirúrgico que utiliza "agujas orientables". Este es un sistema de tubos telescópicos que están hechos de nitinol, un "metal de memoria" que conserva su forma.el tubo tiene una curvatura intrínseca diferente. Al girar, extender y retraer los tubos con precisión, un operador puede dirigir la punta en diferentes direcciones, lo que le permite seguir una trayectoria curva a través del cuerpo.
Este diseño permite que las agujas operen en áreas del cuerpo que ni los instrumentos endoscópicos manuales, que son barras rectas equipadas con una variedad de efectores finales, ni el robot da Vinci pueden alcanzar. Sin embargo, su utilidad estaba limitada por el hecho de quelas agujas no tenían muñeca
"Agregar las muñecas a las agujas orientables amplía enormemente la utilidad del sistema", dijo Herrell. "Hay una miríada de aplicaciones potenciales en algunas áreas realmente interesantes, como la neurocirugía endoscópica, que operan dentro de lúmenes pequeños como el oído, los bronquios, la uretra, etc. Esto nos permitiría realizar cirugías que actualmente requieren incisiones mucho más grandes e incluso nos pueden permitir realizar operaciones que no son factibles en este momento ".
Los investigadores hicieron una serie de intentos fallidos de construir muñecas mecánicas que eran lo suficientemente pequeñas. "Seguimos tratando de construir las muñecas con muchas piezas pequeñas, pero no pudimos lograr que cumplieran con nuestros estándares".dijo Webster.
"Entonces nos dimos cuenta de que teníamos que empezar a pensar fuera de la caja", dijo el estudiante graduado Philip Swaney. "En lugar de combinar un montón de piezas, comenzamos con un pequeño tubo de nitinol y comenzamos a pensar en lo que teníamos que quitar".
El tubo es extremadamente rígido, pero descubrieron que si cortaban una serie de pequeñas ranuras por un lado, la rigidez disminuía sustancialmente: suficiente, de hecho, para que pudieran doblarse hasta 90 grados tirando de un pequeñoalambre que corre dentro del tubo que está conectado en la punta. La muñeca vuelve a su posición recta cuando se libera la tensión en el alambre.
"Una vez que tuvimos la idea, nos dimos cuenta de que podría ser un verdadero cambio de juego, así que tuvimos que construirla", dijo Swaney.
La Universidad de Vanderbilt solicitó una patente provisional sobre el diseño en mayo.
Los miembros del equipo desearían probar el sistema usándolo para cirugía "transnasal": operaciones para extirpar tumores en la glándula pituitaria y en la base del cráneo que tradicionalmente implican cortar grandes aberturas en el cráneo y / o la cara de un paciente. Los estudios han demostradoque usar un endoscopio para atravesar la cavidad nasal es menos traumático, pero el procedimiento es tan difícil que solo un puñado de cirujanos lo han dominado.
"También debería ser útil para otras operaciones", dijo Webster. "Creemos que una vez que les demos esta herramienta a los cirujanos, encontrarán todo tipo de aplicaciones en las que no hemos pensado".
Para fines del verano, esperan haber completado el software de control y la interfaz que les permite a los cirujanos operar el dispositivo. Están buscando activamente un socio comercial que lleve el nuevo instrumento a través del proceso de aprobación de la FDA, incluido el inicialensayos clínicos. "Nuestro mejor escenario es que el sistema podría estar disponible para los cirujanos en cuatro o cinco años", dijo Webster.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Vanderbilt . Original escrito por David Salisbury. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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