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Novo cateter flexível inspirado em vespas pode revolucionar cirurgias no cérebro

Um cateter guiado flexível, inspirado no organismo de algumas espécies de vespa, foi criado por cientistas do Imperial College de Londres. Com ele, é possível se mover pelo cérebro, o mais delicado dos órgãos, em trajetórias diferentes e de forma minimamente invasiva, o que abre possibilidades de diagnóstico muito melhores, além de aplicação de medicações e tratamento de doenças de maneira muito mais eficiente.

A novidade se juntou a um tipo de cirurgia já pouco invasiva, a laparoscopia, onde os cirurgiões inserem câmeras minúsculas e cateteres por pequenas incisões no corpo. No caso da nova cirurgia cerebral, um cateter flexível e macio é inserido, guiado por médicos através de um braço mecânico e inteligência artificial, que aprende com os movimentos dos cirurgiões e mede as forças de contato com tecido cerebral para melhorar a precisão da operação.

Equipamento e seu uso: à esquerda, a interface utilizada pelos médicos, e à direita, o braço mecânico responsável pela inserção e manipulação do cateter (Imagem: Secoli et al./PLOS One)
Equipamento e seu uso: à esquerda, a interface utilizada pelos médicos, e à direita, o braço mecânico responsável pela inserção e manipulação do cateter (Imagem: Secoli et al./PLOS One)

Bioinspirado e eficiente

A inspiração veio dos órgãos utilizados por vespas parasitas para colocar seus ovos na casca de árvores, que também é flexível, extensível e segmentado e consegue acessar lugares remotos, evitando a predação de seus filhotes. O cateter em si é composto de 4 segmentos interconectados, que deslizam um por cima do outro, permitindo a movimentação flexível como a das vespas.

O problema das cirurgias cerebrais tradicionais é que elas oferecem riscos maiores de dano ao tecido cerebral durante o procedimento, o que aumenta o tempo de recuperação dos pacientes e internação pós-operatório. Os cateteres tradicionais são rígidos e difíceis de se utilizar, já que só podem seguir em linha reta no interior do crânio. É difícil operá-los sem ajuda de ferramentas de navegação robóticas, e pesquisas já descobriram que remédios penetram o tecido cerebral melhor quando inseridos paralelamente às células nervosas.

Cateter com seus segmentos interligados: abaixo, os equipamentos que os ajudam a funcionar (Secoli et al./PLOS One)
Cateter com seus segmentos interligados: abaixo, os equipamentos que os ajudam a funcionar (Secoli et al./PLOS One)

Fibras óticas são, então, passadas pelo cateter, filmando o interior do cérebro e ajudando na cirurgia. Para testar o novo método, os cientistas realizaram cirurgias em 2 ovelhas, que receberam anestesia e monitoramento 24 horas para checar quaisquer sintomas de dor ou desconforto. Após uma semana da cirurgia, os animais não mostraram sinais de sofrimento, dano aos tecidos ou infecção.

Caso resultados semelhantes possam ser vistos em humanos, a expectativa é que o procedimento chegue aos hospitais em até 4 anos. Isso poderá ajudar no tratamento e diagnóstico de diversas doenças, incluindo terapia genética localizada: realizar ablação a laser em tumores com precisão, administrar medicamentos e posicionar eletrodos para estímulo cerebral em pacientes com Parkinson e epilepsia são apenas alguns dos exemplos do potencial da técnica.

O método utiliza as filmagens e dados de Inteligência Artificial para ajudar no caminho seguido pelo cateter: na imagem, os círculos verdes indicam uma trajetória segura (Imagem: Secoli et al./PLOS One)
O método utiliza as filmagens e dados de Inteligência Artificial para ajudar no caminho seguido pelo cateter: na imagem, os círculos verdes indicam uma trajetória segura (Imagem: Secoli et al./PLOS One)

O trabalho é um dos resultados do Projeto de Ecossistema Melhorado para Neurocirurgia em 2020 (EDEN2020, da sigla em inglês), uma jornada colaborativa da medicina que durou 15 anos. Uma descrição completa dos procedimentos e achados foi publicada na revista científica PLOS One.

Fonte: Canaltech

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