Un grupo de ingenieros biomecánicos y cirujanos de la Universidad McGill, en Canadá, crearon un robot blando de impresión tridimensional (3D) diseñado para la administración precisa de hidrogeles en las cuerdas vocales.
Estos hidrogeles son materiales con alta concentración de agua y consistencia de gel, que se utilizan en medicina para promover la curación y la regeneración de tejidos.
El objetivo de este desarrollo tecnológico es reconstruir los tejidos que son extirpados durante las cirugías de laringe y evitar la aparición de fibrosis posoperatoria, una condición que dificulta el habla.
El estudio, publicado en la revista especializada Cell Press, detalló que entre el 3 % y 9 % de las personas pueden experimentar trastornos de la voz a lo largo de su vida. Una de las causas principales es la formación de quistes, crecimientos o tumores en las cuerdas vocales.
Para tratar estas afecciones, los especialistas suelen recurrir a la extirpación quirúrgica de estos crecimientos, no obstante, un número alto de estos pacientes desarrolla fibrosis posoperatoria, que es el endurecimiento excesivo del tejido blando de las cuerdas vocales como parte del proceso de cicatrización.
Este endurecimiento impide que las cuerdas vibren de forma adecuada, lo cual es fundamental para la producción de sonido y, por ende, para la capacidad de hablar.
¿Cómo funciona el robot miniatura en la reparación de las cuerdas vocales?
Para lograr este avance, los investigadores diseñaron una impresora 3D en miniatura que pudiera integrarse al procedimiento quirúrgico habitual con la creación del material que se iba a aplicar y su transporte.
El cabezal de impresión desarrollado tiene una medida de 2,7 milímetros, lo que lo convierte en la bioimpresora más pequeña registrada hasta la fecha.
El dispositivo fue lo suficientemente pequeño para ser introducido en la garganta del paciente a través de la boca abierta, sin interrumpir la visión que el cirujano obtiene por medio del laringoscopio (instrumento que permite visualizar la laringe).
De acuerdo con los autores del estudio, el diseño del dispositivo se inspiró en la estructura de la trompa de un elefante, ya que el cabezal de impresión posee una boquilla en el extremo de una estructura flexible.
Esta especie de trompa se conecta a un módulo de control a través de cables, lo que permite que el sistema pueda ser montado en un microscopio quirúrgico.
“Nuestro dispositivo está diseñado no solo para la precisión y la calidad de impresión, sino también para la facilidad de uso del cirujano. Su diseño compacto y flexible se integra con los flujos de trabajo quirúrgicos estándar y proporciona control manual en tiempo real en un entorno restringido”, resaltó Swen Groen, primer autor del estudio.
Resultado y proyección para el dispositivo
El robot miniatura fue capaz de aplicar hidrogeles basados en ácido hialurónico, una sustancia que se encuentra naturalmente en los tejidos del cuerpo, en líneas uniformes de 1,2 milímetros.
El resultado fue que los cirujanos canadienses lograron prevenir la rigidez inyectando los hidrogeles en el tejido de la garganta con precisión, ya que la zona de las cuerdas vocales es un espacio muy reducido y no existía hasta ahora otra forma de hacerlo. Actualmente, el dispositivo robótico es operado solo de forma manual.
Sin embargo, los investigadores continuarán trabajando en el desarrollo de un sistema híbrido que combine el control manual del cirujano con funciones autónomas para futuras aplicaciones clínicas.
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