Ingenieurs van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een draadachtige robot ontwikkeld die door de bloedvaten van de hersenen kan glijden en anticoagulantia kan afleveren om beroertes of aneurysma’s te behandelen. De robotdraad zou een alternatief kunnen bieden voor open hersenchirurgie en zou kunnen worden bestuurd door chirurgen buiten de operatiekamer. In theorie zouden chirurgen het op afstand kunnen bedienen vanaf een heel andere locatie.
Het team beschreef de “magnetisch verstelbare, met hydrogel gecoate robotdraad” in een artikel gepubliceerd in Science Robotics. De kern van de draad is gemaakt van een nikkel-titaniumlegering, die flexibel en elastisch is. Het is bedekt met een pasta van rubber of inkt waarin magnetische deeltjes zijn ingebed. Vervolgens wordt het bedekt met een hydrogel, waardoor de kabel glad en wrijvingsvrij wordt. Het eindproduct kan met magneten worden aangestuurd.
Tegenwoordig verwijderen chirurgen bloedstolsels in de hersenen doorgaans door een dunne draad door de hoofdslagader van een persoon te steken. Chirurgen gebruiken een fluoroscoop, die röntgenfoto’s gebruikt om beelden van de bloedvaten te maken, om de kabel handmatig naar het beschadigde hersenvat te draaien en te leiden. Vervolgens wordt een katheter langs de streng geleid om medicatie of andere stolseltherapie toe te dienen. De procedure stelt echter hoge eisen aan chirurgen die worden blootgesteld aan herhaalde fluoroscoopstraling. En de kabels brengen het risico met zich mee dat de bekleding van de schepen wordt beschadigd.
Integendeel, deze robotdraad wordt bestuurd door magneten en chirurgen kunnen deze van buiten de operatiekamer geleiden. Ze zouden worden beschermd tegen herhaalde blootstelling en zouden op afstand operaties kunnen uitvoeren met behulp van een joystick of controller. Ja, op afstand bestuurbare robotische hersenchirurgie met een joystick, ook al lijkt het op een sciencefictionfilm.
Dankzij de hydrogel is er minder risico op wrijving tegen de vaatwand, en het apparaat zou chirurgen kunnen helpen nog verder in de hersenen te komen. “Een van de uitdagingen bij chirurgie was het navigeren door ingewikkelde bloedvaten in de hersenen, die een zeer kleine diameter hebben die commerciële katheters niet kunnen bereiken”, zegt Kyujin Cho, hoogleraar werktuigbouwkunde aan de Nationale Universiteit van Seoul en een van de auteurs van de studie. “Dit onderzoek heeft het potentieel aangetoond om deze uitdaging te overwinnen en chirurgische ingrepen in de hersenen mogelijk te maken zonder open chirurgie.”
De robotdraad is nog niet klaar voor het klinische gebruik dat ze in de toekomst hopen te hebben, maar het team demonstreerde zijn behendigheid door de draad door een hindernisbaan van kleine ringen te leiden, vergelijkbaar met het inrijgen van een naald. Ze creëerden ook een levensgrote replica van de belangrijkste bloedvaten in de hersenen en leidden de robot door deze kronkelende en smalle paden. Uiteindelijk verwachten ze dat de robotkabel antistollingsmedicatie kan toedienen of blokkades kan opheffen met een laser.
