Cirugía menos invasiva, más precisa, realizada con una aguja magnética

Imagine una aguja diminuta y sin ataduras que pueda ingresar al cuerpo a través de una incisión no más grande que un pinchazo de alfiler para realizar biopsias, suturar heridas e incluso administrar quimioterapia contra el cáncer directamente a los tumores. Controladas por fuerzas magnéticas aplicadas externamente, sin cables guía adjuntos ni manos humanas o robóticas, estas minúsculas herramientas prometen un futuro de cirugía más precisa, segura y mucho menos invasiva, dicen los expertos.

Pero hay un problema: a medida que los dispositivos se vuelven más pequeños, también lo hace su respuesta a las fuerzas magnéticas que hacen que se muevan y dirijan su curso.

«Estas herramientas extremadamente pequeñas tienen el potencial de revolucionar la medicina, pero como sabe cualquiera que haya jugado con imanes, el tamaño es importante», dijo Axel Krieger, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Escuela de Ingeniería Johns Hopkins Whiting. «Cuanto más pequeña es la herramienta quirúrgica, menos invasiva es la cirugía, pero también más débil es la respuesta del dispositivo a la fuerza magnética. Uno de los mayores desafíos que enfrentamos es cómo asegurarnos de que estas miniherramientas se puedan mover con suficiente fuerza para penetrar el tejido. y hacer el trabajo para el que están allí».

Krieger y un equipo de ingenieros de Johns Hopkins Engineering, la Universidad de Maryland y el Centro Médico Dartmouth-Hitchcock tienen una solución: una aguja quirúrgica equipada con pequeños imanes en su interior que, cuando son estimulados por las fuerzas aplicadas externamente, se deslizan desde un extremo del aguja a otra, golpeando contra una placa rígida y suministrando suficiente fuerza para penetrar el tejido. Llaman a su dispositivo «Colisiones activadas por pulsos para agujas que penetran tejidos» o MPACT-Needle.

El estudio del equipo, que describe la primera demostración de que las agujas magnéticas sin ataduras pueden ser lo suficientemente poderosas para realizar una cirugía, aparece en Sistemas Inteligentes Avanzados. Para sus experimentos, Krieger y su equipo conectaron un hilo delgado de material de sutura a la aguja, utilizando un joystick conectado a una computadora para enviar comandos que permitieron que MPACT-Needle realizara suturas quirúrgicas en una muestra de córnea de conejo.

«Probamos que estas pequeñas agujas magnéticas pueden tener fuerzas lo suficientemente fuertes como para realizar una cirugía delicada con una invasividad limitada», dijo el líder del estudio, Onder Erin, becario postdoctoral en ingeniería mecánica en Johns Hopkins. «Puedo imaginar un momento en que nuestro dispositivo también se usará para realizar biopsias e incluso administrar terapias y quimioterapia directamente a los tumores».

El siguiente paso del equipo es desarrollar algoritmos de control de movimiento mejores y más precisos equipados con modalidades de imágenes para controlar con precisión el movimiento del dispositivo, haciendo que las cirugías y los procedimientos sean más seguros.

Los miembros del equipo dicen que si la tecnología tiene éxito, sus nuevas agujas magnéticas harían posible acceder a áreas delicadas y de difícil acceso del cuerpo, como el conducto biliar, para administrar medicamentos directamente a los tumores, extraer muestras de biopsia o suturar una herida de forma rápida y eficaz para detener una hemorragia interna.