Investigadores de la Universidad Nacional de Irlanda Galway (NUI Galway), Instituto de Tecnología de Massachusetts y AMBER, el Centro de Investigación de SFI para Materiales Avanzados e Investigación de Bioingeniería tiene hoy (jueves, 29 de agosto) anunció un avance significativo en robótica blanda que podría ayudar a los pacientes que necesitan dispositivos médicos in situ (implantados) como implantes mamarios, marcapasos, sondas neuronales, biosensores de glucosa y dispositivos de administración de fármacos y células.

El mercado de dispositivos médicos implantables se estima actualmente en aproximadamente US $ 100 mil millones (2019) con un potencial de crecimiento significativo en el futuro a medida que se desarrollen nuevas tecnologías para la administración de medicamentos y el control de la salud. Estos dispositivos no están exentos de problemas, causado en parte por las propias respuestas de protección del cuerpo. Estas respuestas complejas e impredecibles a cuerpos extraños perjudican el funcionamiento del dispositivo y limitan drásticamente el rendimiento a largo plazo y la eficacia terapéutica de estos dispositivos.

Una de esas respuestas a cuerpos extraños es la fibrosis, un proceso por el cual una cápsula fibrosa densa rodea el dispositivo implantado, lo que puede provocar un fallo del dispositivo o impedir su funcionamiento. Los dispositivos médicos implantables tienen varias tasas de falla que se pueden atribuir a la fibrosis que van desde el 30 por ciento al 50 por ciento para los marcapasos implantables o el 30 por ciento para las prótesis de mamoplastia. En el caso de biosensores o dispositivos de administración de fármacos / células, la densa cápsula fibrosa que se puede acumular alrededor del dispositivo implantado puede obstaculizar gravemente su función. con consecuencias para el paciente y costes para el sistema sanitario.

Una nueva visión radical de los dispositivos médicos para abordar este problema se publicó hoy en la revista respetada internacionalmente, Ciencia Robótica . El estudio fue dirigido por investigadores de NUI Galway, MIT y el centro de investigación SFI AMBER, entre otros. La investigación describe el uso de robótica blanda para modificar la respuesta del cuerpo a los dispositivos implantados. Los robots blandos son dispositivos flexibles que se pueden implantar en el cuerpo.

La asociación transatlántica de científicos ha creado un diminuto dispositivo robótico blando accionado mecánicamente conocido como depósito blando dinámico (DSR) que se ha demostrado que reduce significativamente la acumulación de la cápsula fibrosa al manipular el entorno en la interfaz entre el dispositivo y el cuerpo. El dispositivo utiliza una oscilación mecánica para modular cómo responden las células alrededor del implante. En un diseño de inspiración biológica, el DSR puede cambiar su forma a escala microscópica a través de una membrana accionadora.

Profesora Ellen Roche, coautor principal del estudio y profesor asistente en el MIT, y ex investigadora de NUI Galway que ganó reconocimiento internacional en 2017 por su trabajo en la creación de una funda robótica suave para ayudar a pacientes con insuficiencia cardíaca, dijo:"Este estudio demuestra cómo las perturbaciones mecánicas de un implante pueden modular la respuesta a un cuerpo extraño del huésped. Esto tiene un gran potencial para una variedad de aplicaciones clínicas y se espera que conduzca a muchos estudios futuros de colaboración entre nuestros equipos".

Profesor Garry Duffy, Profesor de Anatomía en NUI Galway e Investigador Principal AMBER, y coautor principal del estudio, agregó:"Creemos que las ideas descritas en este documento podrían transformar los dispositivos médicos futuros y cómo interactúan con el cuerpo. Estamos muy emocionados de desarrollar más esta tecnología y asociarnos con personas interesadas en el potencial de la robótica suave para integrar mejor los dispositivos para uso más prolongado y resultados superiores para los pacientes. Es fantástico construir y continuar la colaboración con los laboratorios Dolan y Roche, y desarrollar una red transatlántica de roboticistas blandos ".

El primer autor del estudio Dr. Eimear Dolan, Profesor de Ingeniería Biomédica en NUI Galway y ex investigador en los laboratorios Roche y Duffy en MIT y NUI Galway, dijo:"Estamos muy emocionados de publicar este estudio, ya que describe un enfoque innovador para modular la respuesta a cuerpos extraños utilizando robótica blanda. Recientemente recibí una beca de investigación de la Universidad de la Royal Society de la Fundación de Ciencias de Irlanda para llevar adelante esta tecnología con un enfoque en el tipo 1 diabetes. Es un privilegio trabajar con un equipo multidisciplinario tan talentoso y espero seguir trabajando juntos ".