Les chercheurs de l’Université de Waterloo développent des robots pour traiter directement les calculs rénaux

Le Dr Veronika Magdanz (à gauche) et le chercheur Afarin Khabbazian utilisent un bras robotique, des robots miniatures et des modèles imprimés en 3D des voies urinaires humaines pour développer de nouvelles technologies pour dissoudre les calculs rénaux. Source: Université de Waterloo

Une équipe de recherche internationale dirigée par l’Université de Waterloo en Ontario, au Canada, développe une technologie pour dissoudre des calculs rénaux douloureux dans les voies urinaires à l’aide de minuscules robots.

Les calculs rénaux, qui sont des dépôts solides qui se forment à l’intérieur des voies urinaires comme les petites roches, affectent environ 12% des personnes et se reproduisent fréquemment, entraînant un traitement médicamenteux prolongé et des chirurgies répétées qui augmentent la souffrance des patients et les systèmes de santé fiscaux.

« Il n’y a actuellement aucune bonne méthode de traitement disponible pour ce type de calcul rénal », a déclaré le Dr Veronika Magdanzprofesseur d’ingénierie de conception de systèmes à l’Université de Waterloo.

«Les patients sont généralement des analgésiques prescrits et des médicaments dissolvants oraux qui procurent un soulagement lent au cours des semaines ou des mois», a-t-elle ajouté. «Et dans les cas urgents, lorsque les pierres bloquent l’écoulement de l’urine, ils doivent être retirés chirurgicalement.»

Les robots Waterloo déplacent magnétiquement les bandes dans les reins

Un bras de robot déplace magnétiquement les bandes dans un traitement par calcul rénal. Source: Université de Waterloo

La nouvelle technique, testée dans un modèle grandeur nature et imprimé en 3D, présente des bandes minces de type spaghetti équipées d’aimants qui peuvent être déplacés près des calculs rénaux d’acide urique avec un bras robotique exploité par des médecins.

Les bandes de robot douces et flexibles mesurent environ 1 cm (0,3 po) de long et contiennent une enzyme appelée uréase. Une fois en place, l’uréase réduit l’acidité de l’urine environnante, dissolvant ainsi les pierres jusqu’à ce qu’elles soient assez petites pour passer naturellement en quelques jours.

Magdanz a déclaré que les chercheurs sont optimistes leur mini-invasif traitement Le système sera particulièrement bénéfique pour les personnes appelées formeurs de pierre récurrents qui ne tolèrent pas bien les médicaments oraux ou ne peuvent pas subir de chirurgie en raison de facteurs de risque tels que les infections chroniques.

«Notre objectif est de fournir une alternative efficace aux méthodes de traitement existantes», a déclaré Magdanz, qui est également directeur de la Laboratoire de microrobotiques médicaux à Waterloo. «Nous espérons que la dissolution accélérée en pierre soulagera la douleur plus rapidement et aidera les patients à passer des pierres plus rapidement.»

Les chercheurs guident un robot miniature (en rose) à travers un modèle imprimé en 3D de voies urinaires utilisant un aimant tournant sur un bras robotique. Source: Université de Waterloo

Les chercheurs se préparent pour les prochaines étapes

L’équipe universitaire a déclaré que ses prochaines étapes du processus de développement comprennent des études avec de grands animaux et un raffinement du contrôle système. Il comprend un aimant motorisé sur un bras robotique et une imagerie échographique en temps réel qui permet aux médecins de manipuler précisément les robots en place près des pierres.

L’équipe de recherche de Waterloo comprenait également le Dr Alfred Yu, professeur de génie électrique et informatique, et le Dr Mir Behrad Khamesee, professeur d’ingénierie mécanique et mécatronique.

Leurs collaborateurs internationaux comprenaient des chercheurs et des médecins dans les universités et les hôpitaux en Espagne et en Allemagne.

Un papier sur l’œuvre, «Dissolution des pierres rénales par des robots miniatures magnétiques sans attaches et chargés enzymes», récemment apparu dans Matériel de santé avancé.