© Device

Biomedische ingenieurs van de McGill University hebben een flexibele robot voor 3D-bioprinten ontwikkeld die tijdens de ingreep helende hydrogels rechtstreeks op de stembanden kan aanbrengen, zo meldt het wetenschappelijke tijdschrift Device in een recent gepubliceerd artikel. Deze technologie zou postoperatieve fibrose, die vaak voorkomt na het verwijderen van laesies in het strottenhoofd, moeten beperken.

Tussen 3 en 9% van de bevolking ontwikkelt tijdens zijn leven een stemstoornis, vaak in verband met cysten, poliepen of tumoren aan de stembanden. Hoewel chirurgie de standaardbehandeling blijft, kan de genezing leiden tot verstijving van het weefsel en een blijvende verandering van de stemvorming. Om deze gevolgen te voorkomen, worden hydrogels in het strottenhoofdweefsel geïnjecteerd, maar de nauwkeurige toediening ervan blijft complex.

Een team van de McGill University heeft een apparaat ontworpen waarmee deze hydrogels nauwkeurig op de operatieplaats kunnen worden aangebracht. De printkop, met een diameter van slechts 2,7mm, is de kleinste bioprinter die ooit op dit gebied is ontwikkeld, benadrukken de auteurs.

“Ons apparaat is niet alleen ontworpen met het oog op precisie en afdrukkwaliteit, maar ook op gebruiksgemak voor de chirurg”, legt Swen Groen, biomedisch ingenieur en eerste auteur van de studie, uit op de website Infohightech. Hij voegt eraan toe dat het apparaat “kan worden geïntegreerd in standaard chirurgische protocollen en handmatige controle in realtime mogelijk maakt in een beperkte werkruimte”.

Het ontwerp van de robot is geïnspireerd op de slurf van een olifant: een spuitmond aan het uiteinde van een flexibele “slurf”, aangestuurd door peesachtige kabels en verbonden met een bedieningsmodule die op een chirurgische microscoop kan worden gemonteerd. Het apparaat kan lijnen van een hydrogel op basis van hyaluronzuur aanbrengen met een nauwkeurigheid van 1,2mm in een gebied dat beperkt is tot 20mm.

Het systeem heeft aangetoond dat het in staat is om complexe vormen op een vlak oppervlak te printen en vervolgens de geometrie van stembanden te reconstrueren op modellen die laesies of weefseldefecten na excisie simuleren. “Wat dit apparaat zo indrukwekkend maakt, is met name zijn voorspelbare gedrag, terwijl het in werkelijkheid werkt als een tuinslang”, zegt Audrey Sedal, coauteur en biomedisch ingenieur.

Het apparaat wordt momenteel handmatig bediend, maar zou baat hebben bij een hybride besturing die autonomie en chirurgische begeleiding combineert. “We proberen dit naar de klinische praktijk te vertalen”, zegt prof. Luc Mongeau, hoofdauteur. “De volgende stap is het testen van deze hydrogels op dieren, in de hoop klinische proeven bij mensen te kunnen starten om de nauwkeurigheid, het gebruiksgemak en de klinische resultaten te evalueren.”