Separador intercostal automático: suavidad en cirugía.

Aunque nos parezca increíble, algunos de los instrumentos que se emplean actualmente en la cirugía invasiva se desarrollaron en los años 30 y apenas han experimentado mejoras desde entonces. En la mayoría de los casos este instrumental cumple su función, pero origina largas convalecencias, especialmente en operaciones del tórax, como p.ej. en corazón y pulmones. Actualmente hay básicamente dos métodos de intervenir la caja torácica: la toracotomía (incisión practicada en el espacio intercostal) y la esternotomía (sección longitudinal del esternón). En la toracotomía se accede a los órganos mediante una incisión entre dos costillas. En una esternotomía el cirujano abre la caja torácica serrando longitudinalmente el esternón. En los dos casos, el cirujano separa las costillas o ambas partes del esternón con un separador mecánico de manivela y trinquete, considerando que la separación intercostal precisa de fuerzas considerables.

El equipo de ingenieros de la empresa estadounidense Physcient ha llegado a la conclusión de que la fuerza necesaria para separar las costillas equivale aproximadamente al peso del paciente. Es decir, el uso de un separador puede provocar fracturas óseas, pinzamiento de nervios, hiper elongación articular y desgarros de ligamentos. Esto a su vez puede dar lugar a persistentes traumas posoperatorios. Physcient (Durham, Carolina del Norte) ha desarrollado tecnologías que permiten reducir notablemente los traumas relacionados con la apertura del tórax.
Chuck Pell, cofundador de la empresa Physcient con Hugh Crenshaw, nos explica: “Teníamos dos problemas importantes que resolver. Por un lado, nuestro separador no podía ser mayor que los que se usan en los quirófanos. Por otro lado, debíamos poder esterilizarlo frecuentemente.”

El objetivo con el que se ha desarrollado el separador Assuage™ Smart Retractor™ de Physcient ha sido resolver, con ayuda de nuevas tecnologías, un problema conocido desde hace tiempo, teniendo en cuenta que no podíamos modificar los métodos utilizados por los cirujanos. Pell apunta al respecto: “Ambos hemos estudiado biomecánica. Por ello, siempre intentamos aplicar en la tecnología nuestros conocimientos sobre la forma en que tienen lugar los movimientos en los seres vivos. Hace relativa¬mente poco que nos dedicamos al instrumental quirúrgico, un campo fascinante. Muchos de los instrumentos quirúrgicos que se usan actualmente se inventaron antes de que la biomecánica fuera una ciencia establecida.” El instituto “National Heart, Lung, and Blood Institute” registra cada año más de medio millón de operaciones del corazón. Si a esto se suman los cientos de miles de operaciones pulmonares, se hace evidente la necesidad de disponer de mejor instrumental médico. El anticuado diseño de los separadores intercostales actuales y la cantidad de operaciones que se hacen hoy día tienen como resultado un número creciente de fracturas de costilla.

Crenshaw y Pell constataron que apenas se habían investigado las fuerzas ejercidas por los separadores intercostales y formaron un grupo de trabajo para medir sus efectos y desarrollar tecnologías que pudieran reducir la incidencia de los traumas posoperatorios. Los huesos son flexibles y pueden torcerse bastante antes de romperse. En todo caso, ello depende de la velocidad a la que se acciona el separador. Si una costilla se gira bruscamente (como suele suceder frecuentemente con un separador de manivela), puede fracturarse. Esto se debe a que el tejido óseo necesita cierto tiempo para poder elongarse. Gracias a los sensores integrados en el separador intercostal automático Assuage™ es fácil reconocer el posible debilitamiento del tejido óseo. Esta información se transmite al instrumento, de forma que este puede reaccionar inmediatamente en función del estado del tejido. Dicho circuito cerrado de regulación para el motor dc tiene que ser extremadamente exacto y absolutamente fiable para poder utilizarlo en dispositivos médicos.

Motores maxon de alto par que ejecutan los movimientos suavemente
Physcient ha fabricado su primer prototipo sirviéndose de un motor maxon. Una de las principales especificaciones que el motor debía cumplir es la ausencia de par de retención incluso a bajas velocidades.
El separador intercostal debe moverse suavemente y sin sacudidas, para reducir al mínimo la carga al paciente. Los motores brushless de corriente continua funcionan sencillamente con una pila. Su controlador integrado con sensores permite controlar la separación con toda exactitud. Para hacer frente a las altas fuerzas solicitadas, Physcient ha elegido motores brushless de alto par. “Los motores que maxon nos suministra no solamente tienen que hacer frente a las mayores fuerzas de separación registradas en la cirugía, sino que también deben funcionar con absoluta precisión, para minimizar posibles daños de ligamentos y tejidos blandos”, nos comenta Pell.

maxon produce una extensa gama de motores dc con diámetros desde 6 hasta 90 mm para las aplicaciones más diversas. La conmutación electrónica reduce al mínimo las interferencias electromagnéticas. Los motores brushless de corriente continua no tienen escobillas mecánicas que puedan desgastarse, lo que garantiza una larga vida útil. Sus rodamientos a bolas pretensados de primera calidad contribuyen a una vida útil aún mayor de dichos motores brushless dc.

Assuage™ Smart Retractor™ de Physcient tiene en cuenta la física de huesos y tejidos. Como en la mayoría de los proyectos de investigación relativos a la cirugía cardiotorácica, se realizaron ensayos en cerdos porque su biomecánica es muy similar a la humana. El equipo de ingenieros de Physcient fabricó un prototipo con dos filas de lengüetas metálicas curvadas, donde cada fila sujeta una costilla. Mientras el separador aparta automáticamente una costilla de la otra, el motor maxon se regula con las señales de los sensores de tal forma que se garantiza un proceso de apertura suave. Con el separador de Physcient se redujeron notablemente los dolores y los traumas tisulares durante los experimentos. Se obtuvo además una mejor respiración y menores tiempos de convalecencia. Cuando se inicie la producción en serie del separador Assuage™, el equipo de ingenieros de Physcient va a ocuparse de otros instrumentos médicos que también llevan mucho tiempo sin experimentar mejoras.

Physcient tiene siempre en mente el bienestar del paciente en sus mejoras del instrumental médico. La empresa tiene como proyecto mejorar y automatizar todo el instrumental quirúrgico de quirófano. La presentación en el mercado del Assuage™ Smart Retractor™ está prevista para 2013.

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