Cateter orientável inspirado em insetos para tratar aneurismas difíceis de alcançar

A complexidade do cérebro, com seus vasos sanguíneos altamente estreitos e delicados, torna a navegação pelos cantos e fendas deste órgão uma das tarefas mais desafiadoras. Devido a isso, existem limitações para o que os cateteres existentes podem alcançar.

Felizmente, engenheiros e médicos desenvolveram um cateter “dirigível” inédito que dará aos neurocirurgiões a capacidade de navegar com segurança pelas artérias e vasos sanguíneos do cérebro, abrindo novas possibilidades para o tratamento de aneurismas difíceis de alcançar. O dispositivo foi inspirado na natureza, especificamente nas pernas de insetos e flagelos (estruturas semelhantes a cauda que permitem que organismos microscópicos como bactérias e espermatozoides nadem).

A equipe da Universidade da Califórnia (UC) em San Diego descreve o avanço em um artigo publicado em 18 de agosto de 2021 na revista Science Robotics .

Um aneurisma é um inchaço anormal em um vaso sanguíneo causado por uma fraqueza na parede do vaso sanguíneo. Conforme o sangue passa por esse vaso sanguíneo enfraquecido, a pressão sanguínea faz com que uma pequena área se projete para fora como um balão.

Os métodos atuais para lidar com aneurismas cerebrais envolvem neurocirurgiões inserindo minúsculos fios em uma artéria perto da virilha, guiando um cateter através da aorta até o cérebro. Esses fios incluem uma ponta curva que é usada para navegar por muitos cantos e junções até que o terrível aneurisma seja encontrado.

O problema com esse método é que os fios-guia precisam ser removidos para que o cateter possa fornecer bobinas de platina para bloquear o fluxo sanguíneo para o aneurisma e evitar o sangramento do cérebro. No entanto, esse procedimento de recuperação geralmente desaloja o cateter e muda sua posição; em outras palavras – alguns tipos de aneurismas podem ser complicados de tratar.

Entre eles está um aneurisma intracraniano não roto na artéria cerebral, lesões semelhantes a bolhas que são suscetíveis à ruptura e afetam mais de 160 milhões de pessoas em todo o mundo. Infelizmente, cerca de 25% deles não podem ser tratados porque o aneurisma é muito difícil de alcançar, deixando os pacientes em risco de ruptura, morte e invalidez a longo prazo.

O autor do estudo, James Friend, professor de engenharia médica da UC San Diego, explicou:

Infelizmente, muitos dos vasos sanguíneos mais importantes que precisamos tratar estão entre os mais tortuosos e frágeis do corpo. Embora a robótica esteja se tornando cada vez mais necessária no tratamento de muitos problemas médicos, dispositivos deformáveis ​​nas escalas exigidas para esse tipo de cirurgia simplesmente não existem.

Portanto, para criar esses dispositivos, Friend e sua equipe analisaram o tipo de deformação e o sistema hidráulico em microescala visto em besouros acasaladores, flagelos e pernas de insetos. Isso inspirou a equipe a desenvolver um microcateter robótico macio acionado hidraulicamente, adequado para realizar uma neurocirurgia delicada.

A equipe começou colocando camadas concêntricas de silicone umas sobre as outras, cada uma com diferentes níveis de rigidez. Isso formou um cateter de borracha de silicone com cavidades internas preenchidas com fluido salino inofensivo por meio de um controlador de mão para aumentar a pressão hidráulica, permitindo que fosse pilotado como um “Nintendo para neurocirurgiões”. A nova tecnologia foi demonstrada na artéria do cérebro de um porco, com a ponta “direcionável” visível nos raios-X. O dispositivo provou ser capaz de implantar as bobinas de platina com eficácia.

O Dr. Alexander Khalessi , MD, presidente do Departamento de Neurocirurgia da UC San Diego Health, concluiu:

Como neurocirurgiões, um dos desafios que temos é direcionar cateteres para os recessos delicados e profundos do cérebro. Os resultados de hoje demonstram a prova de conceito de um cateter macio e facilmente manobrável que melhoraria significativamente nossa capacidade de tratar aneurismas cerebrais e muitas outras condições neurológicas, e estou ansioso para levar essa inovação ao cuidado do paciente.

Em seguida, os pesquisadores irão desenvolver esses resultados iniciais promissores com um ensaio maior em animais e, em última instância, em humanos. A equipe da UC San Diego fala sobre a tecnologia no vídeo abaixo.

Fonte: Intelligent Living