Dispositivo para tomar muestras tejido del pulmón

Desarrollan un robot con tentáculo magnético que llega a los bronquios más pequeños de los pulmones

Un grupo de ingenieros, científicos y médicos con sede en el laboratorio STORM de la Universidad de Leeds ha desarrollado este dispositivo para facilitar el trabajo de los profesionales.

Robot pequeño para explorar los pulmones (Foto. Universidad Estatal de Arizona)
Robot pequeño para explorar los pulmones (Foto. Universidad Estatal de Arizona)

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21.05.2022 - 00:10

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Para realizar exámenes de los pulmones y de las vías respiratorias, los médicos generalmente utilizan un instrumento llamado broncoscopio, que consiste en pasar un instrumento similar a un tubo flexible, de unos 3,5 a 4 milímetros de diámetro, a través de la nariz o la boca hasta los conductos bronquiales. El tamaño de este instrumento conlleva que solo pueda llegar hasta los niveles superiores del árbol bronquial, y para profundizar en los pulmones, es necesario pasar un catéter o un tubo fino, que mide unos dos milímetros de diámetro, a través del broncoscopio y luego hacia los tubos más pequeños de los pulmones. Esto supone una dificultad para los médicos, ya que limita la forma en la que pueden mover el broncoscopio.

Un grupo de ingenieros, científicos y médicos con sede en el laboratorio STORM de la Universidad de Leeds (West Yorkshire, Reino Unido) ha desarrollado un dispositivo que permite llegar a los bronquios más pequeños de los pulmones, para tomar muestras de tejido o administrar terapia contra el cáncer. Este sistema conocido como robot de tentáculo magnético el dispositivo mide solo dos milímetros de diámetro, aproximadamente el doble del tamaño de la punta de un bolígrafo. Los expertos señalan que se utilizarán imanes en el exterior del paciente para guiar el robot de tentáculos magnéticos a su lugar. La prueba de concepto se basó en pruebas de laboratorio que involucraron una réplica en 3D de un árbol bronquial modelado a partir de datos anatómicos. Los desarrolladores explican que la próxima fase de la investigación será sobre la efectividad del dispositivo para navegar por los pulmones tomados de un cadáver.[banner-DFP_1]

Para realizar este proyecto, los autores tuvieron que superar dos grandes retos. El primero de ellos que el dispositivo fuese pequeño, flexible y capaz de hacer los giros y vueltas de la anatomía del árbol bronquial. Por otro lado, necesitaban un sistema autónomo para guiar el robot de tentáculos magnéticos, reduciendo así la necesidad de que un médico tenga que realizar manualmente un instrumento para colocarlo en su lugar, lo que a menudo implica que el paciente esté expuesto a rayos X y puede ser técnicamente desafiante de realizar para personal médico.

“Un robot o catéter de tentáculo magnético que mida dos milímetros y cuya forma se pueda controlar magnéticamente para adaptarse a la anatomía del árbol bronquial puede llegar a la mayoría de las áreas del pulmón"

Los investigadores tuvieron que fabricar el dispositivo a partir de una serie de segmentos cilíndricos interconectados, de 2 milímetros de diámetro y alrededor de 80 milímetros de longitud y de un material elastomérico suave o similar al caucho que había sido impregnado con pequeñas partículas magnéticas.

Por esas partículas, los segmentos interconectados tienen la capacidad de moverse de forma algo independiente bajo el efecto de un campo magnético externo. Consiguiendo así un robot de tentáculo magnético, que es muy flexible, capaz de cambiar de forma y lo suficientemente pequeño como para evitar engancharse en las estructuras anatómicas de los pulmones.[banner-DFP_4]

Gracias a los imanes que se mueven fuera del paciente, desarrollan fuerzas sobre las partículas magnéticas en los segmentos del catéter, permitiendo así maniobrar el robot a través de los pulmones y al sitio de una lesión sospechosa. Una vez ubicado en el objetivo, el robot se usa para tomar una muestra de tejido o administrar un tratamiento.

“Un robot o catéter de tentáculo magnético que mida dos milímetros y cuya forma se pueda controlar magnéticamente para adaptarse a la anatomía del árbol bronquial puede llegar a la mayoría de las áreas del pulmón y sería una herramienta clínica importante en la investigación y el tratamiento de posibles cánceres de pulmón y otras enfermedades pulmonares”, señaló el profesor Pietro Valdastri, director del laboratorio STORM, quien supervisó la investigación. “Nuestro sistema utiliza un sistema de guía magnético autónomo que elimina la necesidad de que los pacientes sean radiografiados mientras se realiza el procedimiento”.

"Esta nueva tecnología permitirá diagnosticar y tratar el cáncer de pulmón de manera más confiable y segura, guiando los instrumentos en la periferia de los pulmones sin el uso de rayos X adicionales", añadió la doctora Cecilia Pompili, investigadora y cirujana torácica en Leeds Teaching Hospitals NHS Trust y miembro del equipo de investigación.

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