Hilos no tóxicos de rigidez variable para catéteres cardíacos diestros

Yegor Piskarev, Ph.D. estudiante del Laboratorio de Sistemas Inteligentes (LIS) de la EPFL. La flexibilidad y la rigidez del catéter se pueden ajustar durante una operación. Crédito: Alain Herzog / EPFL

Ingenieros de EPFL y ETH desarrollaron un catéter de rigidez variable hecho de hilos no tóxicos que pueden pasar de estados blandos a rígidos durante la cirugía. Puede hacer que las intervenciones quirúrgicas mínimamente invasivas, incluido el tratamiento de la arritmia cardíaca, sean más simples y efectivas.

Los catéteres se utilizan en muchas operaciones quirúrgicas porque son mínimamente invasivos. Por ejemplo, para tratar la arritmia cardíaca y los latidos cardíacos irregulares, los cirujanos pueden usar un tipo específico de catéter para acceder al corazón, en lugar de abrir el tórax del paciente. El catéter se inserta en una arteria y se navega hasta la zona de tratamiento.

Actualmente, existen diferentes tipos de catéteres y métodos, pero todos tienen limitaciones. Los catéteres magnéticos clínicos existentes, por ejemplo, pueden doblarse en una sola dirección a la vez y no tienen la destreza deseada. «Sería útil si algunas secciones del catéter pudieran ser muy blandas para doblarse libremente y llegar a áreas difíciles, particularmente en operaciones de volumen abierto», dice Yegor Piskarev, Ph.D. estudiante del Laboratorio de Sistemas Inteligentes (LIS) de la Facultad de Ingeniería, dirigido por el Prof. Darío Floreano. «Sin embargo, esas mismas secciones también deben volverse rígidas para permitir un control preciso o lograr una mejor presión en la zona de tratamiento».

Flexible o rígido según la temperatura

Los ingenieros de EPFL y sus colegas de ETH Zurich, por lo tanto, diseñaron un prototipo de catéter cuya flexibilidad y rigidez se pueden ajustar durante una operación. El instrumento está equipado con dos segmentos que permiten el cambio de rigidez individual. Cada segmento se compone de tres capas. La capa más interna consta de un tubo que alberga los cables necesarios para operar el catéter y el sistema de enfriamiento. La capa central está hecha de un polímero conductor con memoria de forma, que sirve simultáneamente como calentador, sensor de temperatura y sustrato de rigidez variable. La capa exterior está hecha de silicona y encapsula el instrumento. Esta estructura simple permite la fabricación del catéter con un tamaño de 2,3 mm de diámetro, lo que lo hace adecuado para cirugías cardíacas. Los ingenieros utilizaron un método de fabricación llamado «técnica de inmersión» que ya se emplea ampliamente en biomedicina para fabricar su prototipo y han completado las pruebas iniciales para garantizar que los materiales no sean tóxicos.

El prototipo está diseñado para navegación magnética remota. La punta del catéter está equipada con un pequeño imán, que se puede navegar a través del cuerpo mediante un campo magnético externo. «Al suavizar y endurecer selectivamente los segmentos individuales, el catéter puede adaptarse mejor al cuerpo durante la navegación y mantener la curvatura deseada cuando sea necesario», dice Dario Floreano. Los cirujanos controlan el movimiento del catéter con la ayuda de un joystick. Sin embargo, hay otras opciones disponibles: los catéteres manuales no tienen un imán y, en cambio, se guían manualmente; los cirujanos usan rayos X para generar continuamente imágenes del catéter y saber dónde está en un momento dado. «La navegación magnética remota es un método más reciente y menos común, pero parece ser más efectivo», dice Piskarev. «Evita que los cirujanos se expongan a los rayos X durante la toma de imágenes, y la manipulación del joystick es más sencilla y rápida de aprender».

El concepto de los ingenieros aún está en desarrollo. Sus hallazgos iniciales aparecen en Advanced Functional Materials.

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El catéter orientable más pequeño Más información: Yegor Piskarev et al, Un catéter magnético de rigidez variable hecho de un polímero conductor de cambio de fase para cirugía mínimamente invasiva, Materiales funcionales avanzados (2022) . DOI: 10.1002/adfm.202107662 Información de la revista: Advanced Functional Materials

Proporcionado por Ecole Polytechnique Federale de Lausanne Cita: hilos no tóxicos de rigidez variable para catéteres cardíacos diestros (21 de marzo de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-nontoxic-variable-stiffness-threads-dexterous-cardiac.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.