La investigación en etapa inicial probó la entrega y la seguridad del nuevo diseño de catéter implantable en dos ovejas para determinar su uso potencial en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades en el cerebro.
Si se demuestra que es eficaz y segura para su uso en personas, la plataforma podría simplificar y reducir los riesgos asociados con el diagnóstico y tratamiento de enfermedades en los profundos y delicados rincones del cerebro.
Podría ayudar a los cirujanos a ver más profundamente en el cerebro para diagnosticar enfermedades, administrar tratamientos como medicamentos y ablación con láser con mayor precisión a los tumores, y desplegar mejor los electrodos para la estimulación cerebral profunda en condiciones como el Parkinson y la epilepsia.
El autor principal, el profesor Ferdinando Rodríguez y Baena, del Departamento de Ingeniería Mecánica de Imperial, dirigió el esfuerzo europeo y dijo: «El cerebro es una red frágil y compleja de células nerviosas estrechamente empaquetadas, cada una de las cuales tiene su parte que desempeñar. Cuando surge una enfermedad, queremos poder navegar en este entorno delicado para apuntar con precisión a esas áreas sin dañar las células sanas.
«Nuestra nueva plataforma precisa y mínimamente invasiva mejora la tecnología actualmente disponible y podría mejorar nuestra capacidad para diagnosticar y tratar enfermedades en las personas de manera segura y efectiva, si se demuestra que es segura y efectiva».
Desarrollado como parte del proyecto Enhanced Delivery Ecosystem for Neurosurgery in 2020 (EDEN2020), los hallazgos se publican en MÁS UNO.
cirugía sigilosa
La plataforma mejora la cirugía mínimamente invasiva existente, o «ojo de cerradura», en la que los cirujanos despliegan cámaras diminutas y catéteres a través de pequeñas incisiones en el cuerpo.
Incluye un catéter suave y flexible para evitar dañar el tejido cerebral mientras se administra el tratamiento, y un brazo robótico habilitado con inteligencia artificial (IA) para ayudar a los cirujanos a navegar el catéter a través del tejido cerebral.
Inspirado en los órganos utilizados por las avispas parásitas para poner huevos sigilosamente en la corteza de los árboles, el catéter consta de cuatro segmentos entrelazados que se deslizan uno sobre el otro para permitir una navegación flexible.
Se conecta a una plataforma robótica que combina información humana y aprendizaje automático para dirigir con cuidado el catéter al sitio de la enfermedad. Luego, los cirujanos administran fibras ópticas a través del catéter para que puedan ver y navegar la punta a lo largo del tejido cerebral mediante el control de un joystick.
La plataforma de IA aprende de la entrada del cirujano y las fuerzas de contacto dentro de los tejidos cerebrales para guiar el catéter con precisión milimétrica.
En comparación con las técnicas quirúrgicas «abiertas» tradicionales, el nuevo enfoque podría ayudar a reducir el daño tisular durante la cirugía y mejorar los tiempos de recuperación de los pacientes y la duración de las estancias postoperatorias en el hospital.
Mientras realizan una cirugía mínimamente invasiva en el cerebro, los cirujanos usan catéteres de penetración profunda para diagnosticar y tratar enfermedades. Sin embargo, los catéteres usados actualmente son rígidos y difíciles de colocar con precisión sin la ayuda de herramientas de navegación robóticas. La inflexibilidad de los catéteres combinada con la estructura intrincada y delicada del cerebro significa que los catéteres pueden ser difíciles de colocar con precisión, lo que trae riesgos a este tipo de cirugía.
Para probar su plataforma, los investigadores colocaron el catéter en el cerebro de dos ovejas vivas en el Campus de Medicina Veterinaria de la Universidad de Milán. A las ovejas se les alivió el dolor y se las controló durante las 24 horas del día durante una semana para detectar signos de dolor o angustia antes de sacrificarlas para que los investigadores pudieran examinar el impacto estructural del catéter en el tejido cerebral.
No encontraron signos de sufrimiento, daño tisular o infección después de la implantación del catéter.
El autor principal, el Dr. Riccardo Secoli, también del Departamento de Ingeniería Mecánica de Imperial, dijo: «Nuestro análisis mostró que implantamos estos nuevos catéteres de manera segura, sin daño, infección o sufrimiento. Si logramos resultados igualmente prometedores en humanos, esperamos poder ser poder ver esta plataforma en la clínica dentro de cuatro años.
«Nuestros hallazgos podrían tener implicaciones importantes para la cirugía cerebral mínimamente invasiva y robótica. Esperamos que ayude a mejorar la seguridad y la eficacia de los procedimientos neuroquirúrgicos actuales donde se requiere un despliegue preciso de sistemas de tratamiento y diagnóstico, por ejemplo, en el contexto de genes localizados. terapia.»
El profesor Lorenzo Bello, coautor del estudio de la Universidad de Milán, dijo: «Una de las limitaciones clave del MIS actual es que si desea llegar a un sitio profundo a través de un agujero de trepanación en el cráneo, está obligado a una trayectoria en línea recta. La limitación del catéter rígido es su precisión dentro de los tejidos cambiantes del cerebro y la deformación del tejido que puede causar. Ahora hemos descubierto que nuestro catéter orientable puede superar la mayoría de estas limitaciones».
Este estudio fue financiado por el programa Horizonte 2020 de la UE.
