Microcateter fornece terapias até os menores vasos sanguíneos

Os pesquisadores da EPFL inventaram um microcateter neurovascular notavelmente pequeno e ultraflexível. Alimentado pelo fluxo sanguíneo, ele pode navegar com segurança pelas artérias mais intrincadamente ramificadas em questão de segundos.

Microcateteres são dispositivos médicos que podem percorrer os vasos sanguíneos do corpo para administrar terapias que salvam vidas – por exemplo, para tratar artérias obstruídas ou para parar sangramentos. Eles também podem ser usados ​​para interromper o fluxo sanguíneo para um tumor ou administrar quimioterapia altamente direcionada.

Até agora, os neurorradiologistas intervencionistas usaram fios-guia para facilitar meticulosamente os microcateteres em torno das curvas tortuosas dos vasos sanguíneos, usando uma técnica demorada de empurrar-puxar-torque, que corre o risco de danificar as paredes dos vasos. Mas mesmo estes instrumentos são demasiado grandes para alcançar os vasos sanguíneos mais distantes e mais ramificados do cérebro, que podem ter menos de 150 mícrons de diâmetro – aproximadamente o tamanho de um fio de cabelo humano.

Para superar esses desafios, os pesquisadores têm desenvolvido microrobôs independentes que podem ser guiados até um local de tratamento usando campos magnéticos ou ondas acústicas. Mas Selman Sakar, chefe do Laboratório de Sistemas MicroBioRobóticos da Escola de Engenharia da EPFL, acredita que, com um design atualizado, os cateteres ainda podem fazer o trabalho melhor.

“Os cateteres eliminam as preocupações sobre a remoção do dispositivo após o uso e não têm cargas úteis limitadas. Ao mesmo tempo, muitos vasos sanguíneos estão fora do alcance de um cateter tradicional”, explica Sakar. “É por isso que desenvolvemos e testamos o MagFlow: um microcateter magnético ultraminiaturizado – duas vezes menor que os microcateteres de referência – que minimiza o contato com as paredes dos vasos, pegando carona na própria energia cinética da corrente sanguínea.”

Novos caminhos na medicina

O conceito do MagFlow foi originalmente descrito em 2020 como um dispositivo de polímero plano em forma de fita (em contraste com os instrumentos endovasculares tradicionais, que são redondos) com ponta magnética. Agora, em colaboração com o neurorradiologista intervencionista Pascal Mosimann, do Toronto Western Hospital (Canadá), Sakar e Lucio Pancaldi, recém-formado na EPFL, transformaram este conceito em um microcateter totalmente funcional. Duas folhas de polímero coladas permitem que o corpo do dispositivo infle “como uma mangueira de bombeiro” para fornecer líquidos biomédicos finos ou viscosos.

Paralelamente, a equipe da EPFL desenvolveu uma plataforma de direção robótica, OmniMag, que permite que o microcateter seja guiado por meio de um gerador de campo magnético montado no braço robótico. Usando o movimento da mão do médico em uma caneta, o OmniMag calcula automaticamente a orientação do campo magnético necessário para apontar a ponta magnética do MagFlow na direção desejada.

Em experimentos realizados em um centro de pesquisa em Paris, a equipe demonstrou as capacidades únicas do MagFlow ao cateterizar artérias extremamente estreitas e curvas na cabeça, pescoço e coluna vertebral de porcos para fornecer contraste e agentes embolizantes (entupimentos) com segurança e rapidez. Os resultados destas experiências foram publicado em Robótica Científica.

“Nossos resultados experimentais elevam o conceito de navegação orientada por fluxo a uma solução clínica viável que pode, em última instância, abrir novos caminhos de tratamento para doenças cardiovasculares”, resume Pancaldi.

Olhando para o futuro, os cientistas veem potencial para o MagFlow acessar os vasos sanguíneos em pacientes adultos que sofrem de acidente vascular cerebral hemorrágico ou malformações arteriovenosas, bem como em pacientes pediátricos com câncer. Eles dizem que sua tecnologia já despertou interesse na comunidade médica e estão atualmente trabalhando com médicos do Hospital Universitário de Lausanne (CHUV) e do Jules Gonin Eye Hospital para desenvolver o MagFlow para uso no tratamento de retinoblastoma.

“Estamos muito entusiasmados com esta tecnologia patenteada e queremos levá-la ainda mais longe – estamos no processo de lançar um empreendimento inicial”, diz Sakar.

Ele acrescenta que, além do cateterismo, a tecnologia inovadora abre portas para aplicações interessantes em neurologia. “Estamos trabalhando com neurocirurgiões e epileptologistas do Inselspital Bern para desenvolver eletrodos que possam navegar através dos vasos sanguíneos usando o conceito MagFlow para mapear a atividade convulsiva de forma minimamente invasiva”.