Robots en miniatura transportan instrumentos para microcirugía endoscópica dentro del cuerpo

Las aplicaciones potenciales de los robots en miniatura en la medicina son vastas y abarcan desde la administración dirigida de medicamentos hasta tareas de diagnóstico y la realización de procedimientos quirúrgicos. Los investigadores ya han desarrollado y probado una variedad de robots en diferentes escalas, desde nanómetros hasta centímetros, para abordar estas tareas. Sin embargo, los robots en miniatura existentes a menudo enfrentan limitaciones. En microcirugías, por ejemplo, los robots de escala milimétrica a veces carecen de la fuerza para transportar instrumentos a su destino dentro del cuerpo. demás, muchos de estos robots tienen dificultades para desplazarse por las superficies cubiertas de mucosa de diversas estructuras corporales, donde frecuentemente resbalan. Ahora, los científicos han abordado estos desafíos combinando varios robots de tamaño milimétrico, conocidos como TrainBots, en una sola unidad equipada con "pies" mejorados. Por primera vez, se utilizó un convoy robótico para realizar un procedimiento quirúrgico eléctrico en un conducto biliar obstruido en un entorno experimental.

Desarrollada por científicos del Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ, Heidelberg, Alemania), la unidad TrainBot conecta varios robots individuales de escala milimétrica, cada uno equipado con pies antideslizantes mejorados. Al trabajar juntos, estas unidades pueden transportar instrumentos endoscópicos. El sistema TrainBot es inalámbrico y se controla mediante un campo magnético giratorio externo que sincroniza el movimiento de las unidades individuales, lo que permite un movimiento preciso en un plano. El sistema de control está diseñado para operar a distancias apropiadas para el cuerpo humano.

Imagen: Los investigadores realizaron un procedimiento quirúrgico eléctrico en una obstrucción del conducto biliar de forma experimental con un convoy robótico (foto cortesía de DKFZ)

En su estudio, los investigadores simularon un procedimiento quirúrgico utilizando tres unidades de TrainBot. Uno de los casos involucraba cáncer de conducto biliar, en el que un conducto biliar bloqueado puede causar una acumulación de bilis, lo que representa un grave riesgo para la salud. En estos casos, la obstrucción debe eliminarse tras un diagnóstico endoscópico. Normalmente, se introduce un endoscopio flexible por la boca, se pasa al intestino delgado y luego se guía hasta el conducto biliar, una maniobra complicada por el ángulo agudo entre el intestino delgado y el conducto biliar.

Para demostrar las capacidades de su convoy robótico, los investigadores utilizaron órganos extraídos de un cerdo. Consiguieron navegar con éxito el sistema robótico para maniobrar un instrumento endoscópico y realizar una ablación eléctrica de tejido en el conducto biliar. Una vez que el electrodo de alambre llegó al lugar, se aplicó voltaje eléctrico para eliminar la obstrucción del tejido mediante un proceso conocido como "electrocauterización". El electrodo de alambre utilizado en el experimento medía 25 cm de largo y pesaba tres veces y media más que una unidad individual del TrainBot. Después del procedimiento, otro convoy de TrainBot podía colocar un catéter para drenar líquidos o administrar medicamentos.

"Aquí es donde el convoy de robots flexibles puede demostrar sus puntos fuertes", dijo Tian Qiu, del DKFZ, quien dirigió el equipo de investigación. "Tras los prometedores resultados obtenidos con los TrainBots en el modelo de órganos, somos optimistas y creemos que podremos desarrollar equipos de robots en miniatura para otras tareas en el ámbito de la cirugía endoscópica".

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