Investigadores de la Universidad de Harvard y del Children’s Hospital de Boston han desarrollado un robot suave y personalizable que se adapta al corazón y lo ayuda a latir, potencialmente abriendo nuevas opciones de tratamiento para las personas que sufren de insuficiencia cardíaca.
La suave manga robótica se tuerce y comprime en sincronía con un corazón que late, aumentando las funciones cardiovasculares debilitadas por la insuficiencia cardíaca. A diferencia de los dispositivos actualmente disponibles que ayudan a la función cardíaca, la manga robótica suave de Harvard no contacta directamente con la sangre. Esto reduce el riesgo de coagulación y elimina la necesidad de que un paciente tome medicamentos potencialmente peligrosos para diluir la sangre. El dispositivo puede un día ser capaz de puentear a un paciente para trasplantar o ayudar en la rehabilitación y recuperación cardíaca.
“Esta investigación demuestra que el creciente campo de la robótica suave se puede aplicar a las necesidades clínicas y potencialmente reducir la carga de enfermedades del corazón y mejorar la calidad de vida de los pacientes”, dijo Ellen T. Roche, primer autor del documento y ex Ph. RE. Estudiante en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard John A. Paulson (SEAS) y el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada. Roche es actualmente becario postdoctoral en la Universidad Nacional de Irlanda.
La investigación, publicada en Science Translational Medicine, fue una colaboración entre SEAS, el Instituto Wyss y el Boston Children’s Hospital.
“Este trabajo representa un emocionante resultado de prueba de concepto para este robot suave, lo que demuestra que puede interactuar de manera segura con los tejidos blandos y conducir a mejoras en la función cardíaca. Envistamos muchas otras aplicaciones futuras donde tales dispositivos pueden entregar la mecanoterapia tanto dentro como fuera del cuerpo “, dijo Conor Walsh, autor principal del artículo, John L. Loeb Profesor Asociado de Ingeniería y Ciencias Aplicadas en SEAS, y miembro de la facultad central en El Instituto Wyss.
La insuficiencia cardíaca afecta a 41 millones de personas en todo el mundo. Hoy en día, algunas de las opciones de tratamiento son bombas mecánicas llamadas dispositivos de asistencia ventricular (VADs), que bombean la sangre de los ventrículos a la aorta, y los trasplantes de corazón. Mientras que los VADs están mejorando continuamente, los pacientes siguen en alto riesgo de coágulos de sangre y accidentes cerebrovasculares.
Para crear un dispositivo totalmente nuevo que no entra en contacto con la sangre, los investigadores de Harvard se inspiraron en el corazón mismo. La fina manga de silicona utiliza actuadores neumáticos suaves colocados alrededor del corazón para imitar las capas musculares externas del corazón de los mamíferos. Los actuadores giran y comprimen el manguito en un movimiento similar al del corazón que late.
El dispositivo está atado a una bomba externa, que utiliza aire para alimentar los actuadores suaves.
Los ingenieros de SEAS y Wyss trabajaron con cirujanos en el Boston Children’s Hospital para desarrollar el dispositivo y determinar las mejores maneras de implantar y probar en modelos animales.
“El campo cardíaco se había alejado de la idea de desarrollar la compresión cardíaca en lugar de VADs de bombeo de sangre debido a limitaciones tecnológicas, pero ahora con los avances en robótica suave es el momento de volver atrás”, dijo Frank Pigula, cirujano cardiotorácico y co-autor correspondiente Quien fue anteriormente director clínico de cirugía cardiaca pediátrica en el Boston Children’s Hospital y ahora es miembro de la facultad de la Universidad de Louisville y jefe de división de cirugía cardiaca pediátrica en el Norton Children’s Hospital. “La mayoría de las personas con insuficiencia cardíaca todavía tienen alguna función a la izquierda; Un día la manga robótica puede ayudar a su corazón a trabajar lo suficiente como para que su calidad de vida pueda ser restaurada “.
Más investigación debe hacerse antes de que la manga se pueda implantar en humanos, pero la investigación es un primer paso importante hacia un robot implantable suave que puede aumentar la función del órgano.
La Oficina de Desarrollo Tecnológico de Harvard ha presentado una solicitud de patente y está buscando activamente oportunidades de comercialización.
“Esta investigación es realmente significativa en este momento porque cada vez más personas sobreviven a ataques cardíacos y terminan con insuficiencia cardíaca”, dijo Roche. “Los dispositivos robóticos suaves son ideales para interactuar con tejidos blandos y brindar asistencia que puede ayudar con el aumento de la función y potencialmente incluso la curación y la recuperación”.
La investigación fue co-autor de Markus A. Horvath, Isaac Wamala, Ali Alazmani, Canción Sang-Eun, William Whyte, Zurab Machaidze, Christopher J. Payne, James Weaver, Gregory Fishbein, Joseph Kuebler, Nikolay V. Vasilyev y David J. Mooney.
Fuente: Harvard
Guillermo Cuadra
guillermo@polimates.org
