Los ingenieros de Harvard desarrollan un robot para tratar un defecto de nacimiento raro

La tecnología propuesta se puede implantar en el cuerpo de un bebé para ayudar al tratamiento de la atresia esofágica (EA), un defecto que afecta el esófago del bebé. EA es un defecto congénito, lo que significa que el problema surge antes del nacimiento, y, en la mayoría de los casos, el esófago superior termina y no se conecta con el esófago inferior, lo que impide que los alimentos lleguen al estómago.

Los bebés que nacen con este trastorno también son comúnmente diagnosticados con fístula traqueoesofágica, que permite el flujo de fluidos en las vías respiratorias, tiene el potencial de interferir con la respiración y solo puede repararse quirúrgicamente.

El implante robótico, desarrollado por la Dra. Dana Damian del Departamento de Control Automático e Ingeniería de Sistemas de la Universidad de Sheffield y su equipo del Hospital de Niños de Boston, estimula las células mediante el uso de sensores para tirar suavemente del tejido. Es un pequeño dispositivo unido al esófago por un par de anillos, mientras que un motor incorporado ayuda al crecimiento del tejido. Dos sensores, uno para medir la tensión y el tejido y otro para medir el desplazamiento del tejido, permiten que el robot inspeccione el tejido y aplique tracción donde sea necesario.

La inspiración para la función del robot proviene de la técnica Foker de corrección de la atresia esofágica, que se caracteriza por la extracción lenta y manual del tejido con suturas. Usando esta técnica, el tratamiento de los casos de EA puede comenzar en los primeros 3 meses de un bebé.

«Los médicos han estado realizando el procedimiento de Foker, ya que se dieron cuenta de que el alargamiento del tejido se puede lograr tirando del tejido», dijo el Dr. Damian en un artículo en ScienceDaily.com. «Sin embargo, se desconoce cuánta fuerza se debe aplicar para producir tejido Aunque la técnica es uno de los mejores estándares, a veces las suturas que los cirujanos unen al esófago pueden romperse, lo que puede provocar cirugías repetitivas o la formación de tejido cicatrizal que puede causar problemas al paciente en el futuro «.

El implante es alimentado por una unidad de control que permanece fuera del cuerpo y está unida a un chaleco, lo que permite al paciente moverse e interactuar con sus padres durante el tratamiento. Los médicos pueden monitorear al paciente sin afectar las rutinas diarias, que anteriormente no era una opción, ya que los pacientes generalmente necesitaban sedación para reparar el defecto.

El diseño del robot debía ser suave y duradero, impermeable al aire y al agua, resistente a la abrasión, no corrosivo y capaz de implantarse para un tratamiento a largo plazo. La Dra. Damian era muy consciente de los desafíos que enfrentaría su equipo mientras se preparaba para crear el plan para esta posible terapia: «El desafío más grande que enfrentamos fue diseñar un robot que funcionara en un ambiente hostil a la tecnología, y desarrollar un sólido interacción fisiológicamente relevante con el tejido que promueve su crecimiento cuando hay tantas incógnitas sobre los mecanismos subyacentes «.

«Este es el primer paso en los tratamientos adaptativos basados ​​en la regeneración de los tejidos», continuó. «Hemos fabricado un dispositivo que puede proporcionar un control a largo plazo del crecimiento del tejido mediante la experiencia médica a bordo. Además, queremos ver otros tejidos tubulares, como el intestino y el sistema vascular, para ver si este tipo de tecnología puede usarse para ayudar con otras afecciones, como el síndrome del intestino corto «.

La tecnología capaz de aumentar el tejido sin la producción de nuevo tejido ha sido una necesidad insatisfecha en toda la comunidad de bioingeniería durante años. Este nuevo recurso podría ser un paso en la dirección correcta en lo que respecta a la comprensión de cómo la estimulación mecánica ayuda a estimular que las células se multipliquen y crezcan.

«El conocimiento de cómo los tejidos responden a la tensión mecánica con la producción de nuevo tejido se ha necesitado durante mucho tiempo», dijo la profesora Sheila MacNeil, profesora de ingeniería de tejidos en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Sheffield. el desarrollo de este implante robótico es un avance en la aplicación del conocimiento de que los tejidos responden a la tensión con la producción de tejido nuevo de una manera práctica y clínicamente útil «.