Robôs em miniatura em escala milimétrica muitas vezes não têm força para transportar instrumentos para microcirurgia endoscópica através do corpo. Cientistas do Centro Alemão de Pesquisa do Câncer (DKFZ) estão agora combinando vários TrainBots de tamanho milimétrico em uma unidade e equipando-os com “pés” aprimorados. Pela primeira vez, a equipe DKFZ foi capaz de realizar experimentalmente um procedimento cirúrgico elétrico em uma obstrução do ducto biliar com um comboio robótico.
A lista de aplicações concebíveis para robôs em miniatura na medicina é longa: desde a aplicação direcionada de medicamentos até tarefas de detecção e procedimentos cirúrgicos. Um arsenal de robôs já foi desenvolvido e testado para essa gama de tarefas, desde a escala nanométrica até a centimétrica.
Porém, os pequenos ajudantes disponíveis hoje atingem seus limites em muitas tarefas. Por exemplo, em microcirurgia endoscópica. Os instrumentos necessários são muitas vezes demasiado pesados para um robô de tamanho milimétrico transportar até ao seu destino. Outro problema comum é que os robôs muitas vezes precisam se mover rastejando. No entanto, as superfícies de inúmeras estruturas corporais estão cobertas de muco sobre o qual os robôs escorregam e não conseguem se mover.
“Spikes” nos pés fornecem três vezes a força propulsora
Uma equipe liderada por Tian Qiu no DKFZ em Dresden desenvolveu agora uma solução para ambos os problemas: seu TrainBot conecta vários robôs individuais na escala milimétrica. As unidades estão equipadas com pés antiderrapantes melhorados. Juntos, eles são capazes de transportar um instrumento endoscópico. A unidade TrainBot funciona sem fio; um campo magnético rotativo controla simultaneamente as unidades individuais. O controle magnético permite movimentos em um plano com controle de rotação. O sistema externo de atuação e controle é projetado para distâncias na escala do corpo humano.
Microcirurgia no ducto biliar
Os pesquisadores da DKFZ, com sede em Dresden, já usaram seu comboio robótico de três unidades TrainBot para simular um procedimento cirúrgico. No caso do câncer do ducto biliar, o ducto biliar geralmente fica bloqueado, fazendo com que a bile volte, o que é uma situação muito perigosa para as pessoas afetadas. Neste caso, a oclusão deve ser aberta após diagnóstico endoscópico. Para fazer isso, um endoscópio flexível é inserido pela boca até o intestino delgado e daí para o ducto biliar. Uma das maiores dificuldades aqui é o endoscópio navegar pelo ângulo agudo do intestino delgado até o ducto biliar.
“É aqui que o comboio flexível de robôs pode mostrar seus pontos fortes”, diz o líder do projeto, Tian Qiu. Sua equipe demonstrou isso usando órgãos retirados de um porco. O comboio de robôs foi capaz de manobrar um instrumento endoscópico para ablação elétrica de tecido no ducto biliar. Assim que a ponta do eletrodo de arame chega ao local, uma voltagem elétrica é aplicada e um bloqueio tecidual é gradualmente removido eletricamente, procedimento conhecido como “eletrocauterização”. O eletrodo de fio utilizado tinha 25 cm de comprimento e era três vezes e meia mais pesado que uma unidade TrainBot. “Depois, por exemplo, outro comboio TrainBot pode trazer um cateter para drenagem fluídica ou administração de medicamentos”, diz Moonkwang Jeong, o primeiro autor do artigo, “Após os resultados promissores com os TrainBots no modelo de órgão, estamos otimistas de que conseguiremos será capaz de desenvolver equipes de robôs em miniatura para outras tarefas em cirurgia endoscópica.”
