Investigadores de la Universidad de Sheffield y el Hospital de Niños de Boston, la Escuela de Medicina de Harvard, han creado un robot que puede implantarse en el cuerpo para ayudar al tratamiento de la atresia esofágica, un raro defecto de nacimiento que afecta el esófago de un bebé.
La Dra. Dana Damian del Departamento de Control Automático e Ingeniería de Sistemas de la Universidad de Sheffield y su equipo del Boston Children's Hospital han creado el revolucionario prototipo de implante robótico que estimula el crecimiento de tejido en los bebés.
El robot es un pequeño dispositivo que está unido al esófago por dos anillos. Un motor incorporado estimula las células tirando suavemente del tejido. Usando dos tipos de sensores: uno para medir la tensión en el tejido y otro para medirDesplazamiento de tejido: el robot monitorea y aplica la tracción de tejido según las propiedades del tejido.
La función del robot está inspirada en la técnica de Foker de corregir la atresia esofágica que implica tirar manualmente del tejido lentamente usando suturas durante un período de tiempo.
La Dra. Dana Damian dijo: "Los médicos han estado realizando el procedimiento Foker porque se dieron cuenta de que el estiramiento del tejido se puede lograr tirando del tejido. Sin embargo, no se sabe cuánta fuerza se debe aplicar para producir el alargamiento del tejido. Aunque la técnica esuno de los mejores estándares, a veces las suturas que los cirujanos sujetan al esófago pueden rasgar, lo que puede provocar cirugías repetitivas o se puede formar tejido cicatricial que puede causar problemas al paciente en el futuro.
"El robot que desarrollamos aborda este problema porque mide la fuerza que se aplica y se puede adaptar en cualquier momento durante el tratamiento. Al implantarse en el paciente, significa que tienen, en efecto, un médico a su ladotodo el tiempo, monitoreándolos y cambiando su tratamiento cuando sea necesario "
la atresia esofágica es una enfermedad genética rara que afecta a aproximadamente uno de cada 4000 bebés nacidos en los Estados Unidos y Europa. Ocurre cuando las partes superior e inferior del esófago no se conectan, lo que significa que los alimentos no pueden llegar al estómago. Algunosde estos casos se caracterizan por una brecha entre tres y 10 cm entre los muñones esofágicos, llamada atresia esofágica de brecha larga. El tratamiento de estos casos mediante la técnica de Foker puede comenzar tan pronto como a los tres meses y puede llevar meses.sedado durante el tratamiento para asegurar que las suturas en su lugar no se rompan.
El estudio sugiere que con este robot, los bebés serían libres de moverse y se les permitiría interactuar con sus padres mientras reciben tratamiento, quitando parte del estrés de ambas partes.
El implante funciona con una unidad de control que permanece fuera del cuerpo, unida a un chaleco. Esto significa que los médicos pueden controlar al paciente sin afectar la rutina del bebé.
El Dr. Damian dijo: "El mayor desafío al que nos enfrentamos fue diseñar un robot que funcione en un entorno hostil a la tecnología y desarrollar una interacción robusta fisiológicamente relevante con el tejido que promueva su crecimiento cuando hay tantas incógnitas sobre elmecanismos subyacentes. El robot que diseñamos tenía que ser suave y duradero, impermeable al aire y al agua, resistente a la abrasión, no corrosivo y ser capaz de ser implantado para un tratamiento a largo plazo.
"Este es el primer paso en los tratamientos adaptativos de tejidos basados en la regeneración. Hemos creado un dispositivo que puede proporcionar un control a largo plazo del crecimiento del tejido utilizando la experiencia médica a bordo. Además, queremos analizar otros tejidos tubulares,como el intestino y el sistema vascular, para ver si este tipo de tecnología se puede utilizar para ayudar con otras afecciones, como el síndrome del intestino corto ".
El crecimiento de tejidos ha sido un problema en el campo de la bioingeniería durante muchos años, sin embargo, esta investigación es un trampolín para comprender cómo la estimulación mecánica a nivel de tejido ayuda a las células a multiplicarse y cómo los médicos pueden estimular el crecimiento de las células utilizando herramientas intuitivas.
La investigación ha demostrado que las células se multiplicarán en respuesta a ser tiradas en lugar de deformarse o dejar cicatrices. Usando las capacidades de monitoreo y control del robot, el tratamiento puede cambiarse para adaptarse al paciente y optimizar el crecimiento de las células.
La profesora Sheila MacNeil, profesora de ingeniería de tejidos en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Sheffield, dijo: "Se ha necesitado durante mucho tiempo aumentar el conocimiento de cómo los tejidos responden a la tensión mecánica con la producción de tejido nuevo.
Los médicos y los investigadores entienden que los tejidos normalmente crecerán en respuesta a las fuerzas de tracción, por ejemplo, esto ocurre naturalmente durante el embarazo a medida que el bebé en crecimiento aumenta la presión dentro de la madre, la pared abdominal y la piel aumentan en el área para aliviar la tensión generada por el estiramientoestos tejidos. Los cirujanos plásticos han copiado este truco colocando un globo inflable debajo de la piel e inflándolo durante un período de semanas para expandir la piel y luego usan esta "piel adicional" para la cirugía reconstructiva del paciente.
"El desarrollo de este implante robótico es un avance en la aplicación del conocimiento de que los tejidos responden a la tensión con la producción de tejido nuevo de una manera práctica y clínicamente útil".
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Materiales proporcionado por Universidad de Sheffield . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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