Científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, desarrollaron una técnica para navegar por dispositivos electrónicos que son más pequeños que el cabello humano dentro de los vasos sanguíneos y llegan a las arteriolas. El siguiente paso será la realización de pruebas in vivo, avanzan en un estudio publicado en la revista.
El sistema cardiovascular utiliza la sangre que circula por las venas y arterias para transportar oxígeno y nutrientes a todos los tejidos del cuerpo. En la EPFL, Lucio Pancaldi, estudiante de doctorado, y Selman Sakar, profesor asistente, decidieron aprovechar la energía hidrocinética (energía mecánica resultante del movimiento de líquidos) para llegar a lugares del cuerpo humano sin recurrir a métodos invasivos.
«Grandes proporciones del cerebro permanecen inaccesibles porque las herramientas existentes son difíciles de manejar, y explorar el diminuto e intrincado sistema vascular cerebral sin causar daño tisular es extremadamente difícil«, dice Sakar.
Los médicos pueden acceder a las arterias de los pacientes empujando y girando cables guía y luego deslizando tubos huecos llamados catéteres. Sin embargo, cuando las arterias comienzan a estrecharse, especialmente en el cerebro, esta técnica de avance revela sus límites.
Los científicos del Laboratorio de Sistemas MicroBioRobóticos (MICROBS) de la EPFL, en colaboración con colegas del grupo del profesor Diego Ghezzi, diseñaron dispositivos microscópicos atados que podrían introducirse en los capilares con una velocidad y facilidad sin precedentes. «Nuestra tecnología no pretende reemplazar los catéteres convencionales, sino aumentarlos», dice Pancaldi.
Los dispositivos constan de una punta magnética y un cuerpo ultraflexible hecho de polímeros biocompatibles. «Imagina un anzuelo que se libera gradualmente en un río. Será arrastrado por la corriente. Simplemente nos agarramos a un extremo del dispositivo y dejamos que la sangre lo arrastre a los tejidos más periféricos. Giramos suavemente la punta magnética del dispositivo en bifurcaciones para elegir un camino específico«, explica Pancaldi.
Dado que no se aplica fuerza mecánica directamente en la pared del recipiente, el riesgo de causar daños es muy bajo. Además, aprovechar el flujo sanguíneo podría reducir el tiempo de operación de varias horas a un par de minutos.
Tanto la liberación del dispositivo como la dirección magnética están bajo el control de una computadora. Además, no hay necesidad de retroalimentación de fuerza ya que la punta del dispositivo no empuja contra las paredes del vaso.
Precisión
«Podemos imaginar que un robot quirúrgico utilizará el mapa detallado de la vasculatura proporcionado por la resonancia magnética y la tomografía computarizada del paciente para guiar de forma autónoma los dispositivos a las ubicaciones objetivo –explica–. La adición de inteligencia artificial transformaría las operaciones endovasculares«.
«Alternativamente, un programa de computadora puede utilizar la información visual que proporciona el fluoroscopio para localizar el dispositivo y calcular una trayectoria en tiempo real para facilitar las operaciones manuales», prosigue.
Los investigadores de la Escuela de Ingeniería de EPFL probaron el dispositivo dentro de sistemas de microvasculatura artificial. La siguiente fase incluirá pruebas en animales con sistemas de imágenes médicas de última generación. Los científicos también esperan desarrollar otros dispositivos con una gama de actuadores y sensores integrados.