Robot implant stretches cells to counter rare birth defect / L'impianto robotico allunga le cellule per contrastare i rari difetti alla nascita

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

A transatlantic team of engineers and clinicians has developed a motorised robotic implant to treat a rare birth defect that affects the oesophagus.

The device – created by researchers from Sheffield University’s Engineering Faculty and Boston’s Children Hospital, Harvard Medical School – was designed for infants with oesophageal atresia. Affecting around one in 4,000 babies in the US and Europe, the disease is characterised by a gap in the oesophagus that stops food reaching the stomach.
Traditionally, the defect is treated using the Foker procedure, whereby sutures are used to manually bring the upper and lower parts of the food pipe together. But while this method helped inspire the robot, the team believes the new technology can deliver better outcomes.
“Although the technique is one of the best standards, sometimes the sutures surgeons attach to the oesophagus can tear which can result in repetitive surgeries or scar tissue can form that can cause problems for the patient in the future,” said Dr Dana Damian from Sheffield’s Department of Automatic Control and Systems Engineering.
“The robot we developed addresses this issue because it measures the force being applied and can be adapted at any time throughout the treatment. With it being implanted in the patient, it means they have – in effect – a doctor by their side all the time, monitoring them and changing their treatment when needed.”
Attached to the oesophagus by two rings, the tiny device has an incorporated motor that stimulates the cells by gently pulling the tissue. Using two types of sensors – one to measure the tension in the tissue and another to measure tissue displacement – the robot monitors and applies traction depending on the tissue properties. The implant is powered by a control unit which remains outside of the body, attached to a vest.
“The biggest challenge we faced was to design a robot that works in a technology-hostile environment, and to develop a robust physiologically-relevant interaction with the tissue that promotes its growth when there are so many unknowns about the underlying mechanisms,” said Damian.
“The robot we designed had to be soft and durable, air and water impermeable, abrasion resistant, non-corrosive and be able to be implanted for long-term treatment.”
According to the team, the applications of the robot could potentially be extended to other tubular tissues such as the intestine and the vascular system, and used to treat conditions such as short bowel syndrome (SBS). 

ITALIANO

Un gruppo transatlantico di ingegneri e medici ha sviluppato un impianto robotizzato motorizzato per il trattamento di un difetto di nascita raro che colpisce l'esofago.
Il dispositivo, creato da ricercatori della facoltà di ingegneria dell'Università di Sheffield e dall'ospedale pediatrico di Boston, la Harvard Medical School, è stato progettato per bambini con atresia esofagea. La malattia colpisce circa uno su 4.000 bambini negli Stati Uniti e in Europa e presenta una lacuna nell'esofago che impedisce al cibo di raggiungere lo stomaco.
Tradizionalmente, il difetto viene trattato utilizzando la procedura Foker, in base alla quale vengono utilizzate suture per portare manualmente le parti superiore e inferiore del tubo del cibo insieme. Ma mentre questo metodo ha aiutato a ispirare il robot, il gruppo crede che la nuova tecnologia possa fornire risultati migliori.
"Sebbene la tecnica sia uno dei migliori standard, a volte ai chirurghi accade che le suture attaccate all'esofago possano lacerarsi e ciò può causare interventi ripetitivi o la formazione di tessuto cicatriziale che può causare problemi al paziente in futuro", ha detto il dott. Dana Damian di Sheffield. Dipartimento di controllo automatico e ingegneria dei sistemi.
"Il robot che abbiamo sviluppato affronta questo problema perché misura la forza applicata e può essere adattato in qualsiasi momento durante il trattamento. Con il suo essere impiantato nel paziente, significa che hanno - di fatto - un medico al loro fianco tutto il tempo, monitorandoli e modificando il loro trattamento quando necessario. "
Attaccato all'esofago da due anelli, il piccolo dispositivo ha un motore incorporato che stimola le cellule tirando delicatamente il tessuto. Utilizzando due tipi di sensori: uno per misurare la tensione nel tessuto e un altro per misurare lo spostamento del tessuto, il robot monitora e applica la trazione a seconda delle proprietà del tessuto. L'impianto è alimentato da un'unità di controllo che rimane all'esterno del corpo, collegata a un giubbotto.
"La sfida più grande che abbiamo dovuto affrontare era progettare un robot che funzionasse in un ambiente ostile alla tecnologia e sviluppare una robusta interazione fisiologicamente rilevante con il tessuto che promuove la sua crescita quando ci sono così tante incognite sui meccanismi sottostanti", ha detto Damian .
"Il robot che abbiamo progettato doveva essere morbido e resistente, impermeabile all'aria e all'acqua, resistente all'abrasione, non corrosivo e in grado di essere impiantato per un trattamento a lungo termine".
Secondo il gruppo, le applicazioni del robot potrebbero potenzialmente essere estese ad altri tessuti tubulari come l'intestino e il sistema vascolare e utilizzate per trattare condizioni come la sindrome dell'intestino corto (SBS).

Da.

https://www.theengineer.co.uk/robot-implant-birth-defect/?cmpid=tenews_4636440&utm_medium=email&utm_source=newsletter&utm_campaign=tenews&adg=CA40D8F0-63B9-4BE1-90A0-3379B1DDE40E