Los robots en miniatura a escala milimétrica a menudo carecen de la fuerza necesaria para transportar instrumentos para microcirugía endoscópica por el cuerpo. Los científicos del Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ) están combinando varios TrainBots de tamaño milimétrico en una sola unidad y equipándolos con “pies” mejorados. Por primera vez, el equipo del DKFZ pudo realizar de forma experimental una cirugía eléctrica en una obstrucción del conducto biliar con un convoy robótico.
La lista de posibles aplicaciones para robots en miniatura en medicina es larga: desde la aplicación específica de fármacos hasta tareas de detección y procedimientos quirúrgicos. Ya se ha desarrollado y probado un arsenal de robots para esta gama de tareas, desde la escala nanométrica hasta la centimétrica.
Sin embargo, los pequeños ayudantes disponibles hoy en día llegan a sus límites en muchas tareas. Por ejemplo, en microcirugía endoscópica. Los instrumentos necesarios suelen ser demasiado pesados para que un solo robotic de tamaño milimétrico pueda transportarlos hasta su destino. Otro problema común es que los robots a menudo tienen que moverse arrastrándose. Sin embargo, las superficies de numerosas estructuras corporales están cubiertas de moco sobre el que los robots se deslizan y no pueden moverse.
Los “picos” en los pies proporcionan tres veces más fuerza de propulsión
Un equipo dirigido por Tian Qiu en el DKFZ de Dresde ha desarrollado una solución para ambos problemas: su TrainBot conecta varios robots individuales en escala milimétrica. Las unidades están equipadas con pies antideslizantes mejorados. Juntos, pueden transportar un instrumento endoscópico. La unidad TrainBot funciona de forma inalámbrica; un campo magnético giratorio controla simultáneamente las unidades individuales. El management magnético permite movimientos en un plano con el management de rotación. El sistema de management y actuación externo está diseñado para distancias a escala del cuerpo humano.
Microcirugía en la vía biliar.
Los investigadores del DKFZ con sede en Dresde ya han simulado una intervención quirúrgica con su convoy de robots formado por tres unidades TrainBot. En el caso del cáncer de vías biliares, el conducto biliar a menudo se obstruye, lo que provoca que la bilis se acumule, lo que supone una situación muy peligrosa para los afectados. En este caso, la oclusión debe abrirse tras un diagnóstico endoscópico. Para ello, se introduce un endoscopio versatile a través de la boca hasta el intestino delgado y desde allí hasta el conducto biliar. Una de las mayores dificultades aquí es que el endoscopio se desplaza alrededor del ángulo agudo desde el intestino delgado hasta el conducto biliar.
“Aquí es donde el convoy de robots flexibles puede mostrar sus puntos fuertes”, afirma el líder del proyecto, Tian Qiu. Su equipo lo demostró utilizando órganos extraídos de un cerdo. El convoy de robots pudo maniobrar un instrumento endoscópico para la ablación eléctrica del tejido del conducto biliar. Una vez que la punta del electrodo de alambre llega al sitio, se aplica voltaje eléctrico y se elimina gradualmente eléctricamente una obstrucción del tejido, un procedimiento conocido como “electrocauterización”. El electrodo de alambre utilizado tenía 25 cm de largo y tres veces y media más pesado que una unidad TrainBot. “Después, por ejemplo, otro convoy de TrainBot puede llevar un catéter para el drenaje de fluidos o la administración de fármacos”, afirma Moonkwang Jeong, primer autor del artículo. “Después de los resultados prometedores con los TrainBots en el modelo de órganos, somos optimistas de que podremos podremos desarrollar equipos de robots en miniatura para otras tareas en cirugía endoscópica”.
