Robótica
Soluções Robóticas Podem Restaurar Funções Corporais Vitais para Quem Mais Precisa
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Peristalse – Uma Mobilidade Muscular Oculta, Mas Importante
Robotic help to alleviate mobility issues are on the rise, notably exoskeletons. For example, we discussed how it pode ajudar pacientes com doença de Parkinson, e também pode proporcionar mobilidade extra a trabalhadores de fábricas e armazéns, or even the military like with the Herowear suit developed with Vanderbuilt University.
Fonte: Herowear
No entanto, nem todos os movimentos importantes do corpo vêm dos membros ou das costas. A peristalse é o movimento ondulatório de órgãos internos como o esôfago (que conecta a boca ao estômago) ou o intestino.
Esse tipo de movimento acelera o transporte de fluidos e líquidos no corpo. É uma função vital para a digestão e também garante que o alimento ingerido vá para o estômago em vez dos pulmões.
A peristalse pode ser comprometida por doenças, notadamente o câncer. O tratamento usual é usar um tubo de metal, o que pode levar a obstruções e outros problemas que ameaçam a vida.
Pesquisadores da mesma Vanderbilt University em Nashville, EUA, onde seus colegas trabalharam em exoesqueletos, criaram um robô magnético macio que poderia imitar a peristalse.
A Ascensão da Robótica Flexível
Os robôs são excelentes na manipulação de equipamentos pesados e na realização de manufatura precisa. Mas eles são muito mais difíceis de combinar com tecidos biológicos macios e frágeis.
Por essas razões, os pesquisadores estão buscando maneiras de criar “robôs flexíveis”, usando plásticos, polímeros, fios de metal ou outros componentes mais flexíveis.
Desenhos mais suaves devem permitir novos conceitos, mais inspirados na natureza, a serem usados na construção de um robô, como discutimos em nosso artigo “Como a Robótica Pode Se Inspirar na Natureza”.
Mas esses sistemas ainda sofrem de algumas limitações:
- Eles precisam estar conectados a uma fonte de energia.
- Eles costumam ser limitados a algumas formas ou movimentos predefinidos.
- Eles são relativamente pesados.
Uma ideia para remover essas limitações é usar ímãs em vez de peças metálicas rígidas. Isso elimina a necessidade de uma fonte de energia externa e oferece mais flexibilidade e diversidade de formas e movimentos possíveis. Por exemplo, discutimos anteriormente como géis macios poderiam ser tornados magnéticos para alimentar tais robôs.
Peristalse Robótica
Os pesquisadores da Vanderbilt University usaram um sistema robótico magnético flexível para recriar os movimentos ondulatórios biológicos da peristalse.
O movimento do “robô” é realizado por magnetismo, comandado de fora do corpo, um benefício extra para este sistema. Dessa forma, não requer um sistema de bateria interno após ser inserido no corpo do paciente.
Tal robô magnético de peristalse pode ser incorporado a um stent esofágico, replicando o movimento de um esôfago biológico.
A fabricação deste dispositivo exigiu muitas etapas e tentativa e erro para encontrar o método correto. Entre outras coisas, foram necessários corte a laser do material, magnetização, montagem em uma fita de poliamida, revestimento com hidrogel e ligação ao stent de silicone (o mesmo também pode ser feito com um stent de metal).
O desenho experimental funcionou bem e replicou os mecanismos da peristalse.
Você pode vê-lo em ação no vídeo abaixo:
Melhoras Futuras
Menor para Mais Aplicações
A folha magnética macia usada no protótipo poderia ser menor, talvez usando técnicas de fabricação como micro-moldagem.
Isso permitiria que este design se encaixasse em partes mais estreitas do corpo. Por exemplo, poderia ser usado para ajudar a transportar óvulos humanos dos ovários quando a função muscular nas trompas de Falópio estiver comprometida.
O mesmo sistema poderia ser integrado a stents das vias aéreas para transportar muco excessivo.
Materiais
A folha magnética macia poderia ter micro-padrões e revestimento que tornem o transporte de líquidos e sólidos mais eficiente.
O componente magnético também poderia ser aprimorado para que um campo magnético mais baixo possa ser usado (mesmo que a intensidade magnética usada no protótipo seja considerada muito segura).
Ações de Robótica Suave ou Magnética
1. Stereotaxis
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A Stereotaxis é líder em telerobótica médica. Seu sistema Genesis RMN (Robotic Magnetic Navigation) usa campos magnéticos para guiar cateteres no corpo do paciente. Isso é notavelmente usado em cirurgia cardíaca e outros tratamentos endovasculares.
É o único robô disponível neste setor, que difere da cirurgia laparoscópica, dominada pela Intuitive Surgical (ISRG ) (ISRG) e pelos robôs de cirurgia aberta de empresas como a Stryker (SYK – robô Mako) e a Medtronic (MDT – Mazor robotics). Discutimos essas 2 empresas e outras em nosso artigo “Top 5 Robotic Surgery Stocks”.
Este método elimina a necessidade de cateteres rígidos que dependem de controle manual e força do operador, levando a maiores riscos de eventos adversos para os pacientes.
Além disso, o método tradicional de implantação de cateteres requer raios X, que causam exposição à radiação, especialmente para o pessoal médico que realiza o procedimento regularmente. É um fenômeno bem conhecido que isso pode causar câncer para os médicos e enfermeiros que praticam essas operações.
Fonte: Stereotaxis
O procedimento manual também requer muitas habilidades, que demandam treinamento caro, e terá taxas de sucesso variáveis dependendo do operador e de sua experiência.
Em contraste com os métodos clássicos, a solução da Stereotaxis oferece 72% menos complicações e 36% menos exposição à radiação.
A empresa já implantou seu sistema em mais de 100 hospitais e tratou mais de 100.000 pacientes.
Como a Stereotaxis já usa navegação magnética remota para cirurgias, faz sentido que a empresa esteja em posição privilegiada para abraçar o surgimento da robótica magnética.
Sua reputação por procedimentos mais seguros que o normal usando robótica magnética também pode ser fundamental para convencer os profissionais médicos a confiar na empresa ao implementar robótica móvel nas gargantas, sistemas reprodutivos ou vias aéreas dos pacientes.
2. 3D Systems Corporation
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Este líder da indústria de impressão 3D também entrou na bioprintagem em 2017 com uma colaboração de pesquisa com a United Therapeutics (UTHR ) (UTHR). Também adquiriu a fabricante de bio-tinta Allevia em 2021. E anunciou uma colaboração com a CollPlant Biotechnologies (CLGN) em 2020 (CLGN ).
Essa aquisição dá à 3D Systems (DDD ) uma vantagem no campo de impressão de materiais biológicos. Atualmente comercializa 3 modelos de sua bioprinter Allevi.
Fonte: 3D Systems
Como produtor crescente de dispositivos médicos e próteses impressas em 3D e líder em bioprintagem, podemos imaginar que a empresa poderia estar interessada em encontrar novas aplicações para robôs magnéticos controlados remotamente em aplicações médicas.
Portanto, se a robótica flexível se tornar um método para “reparar” a peristalse, podemos esperar que a 3D Systems faça parte dessa revolução médica e ajude a imprimir em 3D as peças e ferramentas relevantes para essas novas terapias.
(Exploramos o campo da bioprintagem em profundidade em nosso artigo “Órgãos Sob Demanda: As Melhores Ações de Bioprintagem 3D”).
