Uma equipe de engenheiros e médicos desenvolveu um cateter direciona¡vel que, pela primeira vez, dara¡ aos neurocirurgiaµes a capacidade de direcionar o dispositivo em qualquer direção que desejarem enquanto navegam pelas artanãrias e vasos sangua­neos do cérebro. O dispositivo foi inspirado na natureza, especificamente nas pernas dos insetos e flagelos - estruturas semelhantes a caudas que permitem que organismos microsca³picos, como bactanãrias, nadem.

A equipe da Universidade da Califórnia em San Diego descreve o avanço na edição de 18 de agosto da Science Robotics .

O cateter diriga­vel foi testado com sucesso em porcos no Centro para o Futuro da Cirurgia da Universidade da Califórnia em San Diego.

Aproximadamente uma em cada 50 pessoas nos Estados Unidos tem um aneurisma intracraniano não rompido - uma lesão em forma de bolha de parede fina em uma artanãria cerebral que épropensa a se romper. Esses tipos de lesões afetam mais de 160 milhões de pessoas em todo o mundo, metade delas com menos de 50 anos. Dos pacientes que sofrem de aneurisma roto, mais da metade morre. Metade dos sobreviventes sofre de deficiências de longo prazo. Estudos mostram que um quarto dos casos não pode ser operado devido a  dificuldade de acesso aos aneurismas.

"Como neurocirurgia£o, um dos desafios que temos édirecionar cateteres para os recessos delicados e profundos do cérebro", disse o Dr. Alexander Khalessi, chefe do Departamento de Cirurgia Neurola³gica da UC San Diego Health. "Os resultados de hoje demonstram a prova de conceito para um cateter macio e facilmente manobra¡vel que melhoraria significativamente nossa capacidade de tratar aneurismas cerebrais e muitas outras condições neurolégicas, e estou ansioso para fazer avana§ar esta inovação para o atendimento ao paciente."

O atual estado da arte em cirurgia de aneurisma envolve neurocirurgiaµes inserindo fios-guia em uma artanãria perto da virilha para levar cateteres atravanãs da aorta e por todo o caminho atéo cérebro. Os cirurgiaµes usam fios-guia de ponta curva para navegar pelas artanãrias e junções do cérebro. Mas esses fios-guia devem ser removidos antes que a ponta do cateter possa ser usada para fornecer o tratamento.

"Assim que o fio-guia for retirado, o cateter retornara¡ a  sua forma nativa, muitas vezes em linha reta, resultando na perda de acesso a  patologia", disse a Dra. Jessica Wen, que serviu de ponte entre médicos e engenheiros, e trabalho coordenado com o Centro para o Futuro da Cirurgia da UC San Diego.

Como resultado, éextremamente difa­cil coloca¡-lo e mantaª-lo na posição correta para liberar bobinas de platina que bloqueiam o fluxo sangua­neo para o aneurisma e evitam o sangramento cerebral.

Cateteres direciona¡veis ​​não estãodisponí­veis para neurocirurgia devido ao tamanho pequeno dos vasos sangua­neos do cérebro. Especificamente, os dispositivos precisam ter menos de um mila­metro de dia¢metro - que éaproximadamente o dia¢metro de alguns fios de cabelo humanos - e cerca de cinco panãs de comprimento (160 cm). Os manãtodos de fabricação industrial lutam nessa escala. Em parte, isso ocorre porque a gravidade, a eletrosta¡tica e a força de van der Waals são todas semelhantes nesse tamanho. Portanto, uma vez que vocêpegar algo com uma pina§a, vocênão pode deixa¡-lo cair. Se vocêo persuadir da pina§a, ele pode saltar no ar de forças opostas e desaparecer, para nunca mais ser encontrado.

"Infelizmente, muitos dos vasos sangua­neos mais importantes que precisamos tratar estãoentre os mais tortuosos e fra¡geis do corpo", disse James Friend, professor da Escola de Engenharia e Medicina da UC San Diego Jacobs e autor correspondente do artigo . "Embora a roba³tica esteja se tornando cada vez mais necessa¡ria no tratamento de muitos problemas médicos , dispositivos deforma¡veis ​​nas escalas exigidas para esses tipos de cirurgias simplesmente não existem."

Para resolver esse problema, os pesquisadores se inspiraram na natureza e na roba³tica leve.

"Fomos inspirados por flagelos e pernas de insetos , bem como por acasalamento de besouros, em que a hidra¡ulica em microescala e a deformação de grande aspecto estãoenvolvidas", disse Gopesh Tilvawala, que recentemente obteve um Ph.D. no grupo de pesquisa de Friend e primeiro autor do artigo. "Isso nos levou a desenvolver [um] microcateter roba³tico macio acionado hidraulicamente."

A equipe teve que inventar uma maneira totalmente nova de fundir silicone em trêsDimensões que funcionasse nessas escalas, depositando camadas concaªntricas de silicone umas sobre as outras com diferentes rigidezes. O resultado éum cateter de borracha de silicone com quatro orifa­cios dentro de suas paredes, cada um com cerca da metade do dia¢metro de um fio de cabelo humano.

A equipe também realizou simulações de computador para determinar a configuração do cateter; quantos furos deve incluir; onde devem ser colocados; e a quantidade de pressão hidra¡ulica necessa¡ria para aciona¡-lo. Para guiar o cateter, o cirurgia£o comprime um controlador porta¡til para passar fluido salino na ponta para direciona¡-lo. A solução salina éusada para proteger o paciente; se o dispositivo falhar, o soro fisiola³gico entra inofensivamente na corrente sanguínea. A ponta direciona¡vel do cateter évisível nas radiografias.

O trabalho deve fazer uma diferença significativa na forma como a cirurgia de aneurisma éconduzida, disseram os médicos. "Esta tecnologia éideal para situações em que preciso fazer uma volta de 180 graus a partir da posição do cateter na artanãria parental, e manter a posição e reduzir o kick-out éfundamental", disse o Dr. David Santiago-Dieppa, neurocirurgia£o da UC San Diego Saúde. "Este avanço pode nos permitir tratar aneurismas, outras patologias cerebrais e atéderrames que não fomos capazes no passado."

"Este tipo de precisão pode ser realizado com ferramentas direciona¡veis ​​e a implantação bem-sucedida dessas ferramentas deve nos levar adiante permitindo um acesso melhorado, menor tempo de procedimento, melhor utilização da capacidade, menor exposição a  radiação e outros benefa­cios relacionados e esperados", disse o Dr. Alexander Norbash, presidente do Departamento de Radiologia da UC San Diego Health.

As próximas etapas incluem um número estatisticamente significativo de testes em animais e o primeiro em humanos.