La ingeniería es un proceso, un desarrollo continuo de nuevas técnicas para mejorar los productos de modo que podamos ampliar su utilidad mediante un mejor rendimiento, una vida útil más prolongada y un menor coste. Y es aún más gratificante cuando la mejora del proceso de ingeniería salva más vidas. Recientemente, Potomac tuvo la oportunidad de hacer precisamente eso en su trabajo para el Departamento de Neurocirugía de la Universidad de Florida [UFL].
Hidrocefalia y fugas cerebrales
Los catéteres de drenaje ventricular, conocidos cariñosamente como drenajes cerebrales, extraen el líquido cefalorraquídeo de los ventrículos en pacientes con hidrocefalia, una enfermedad en la que el exceso de líquido en el cerebro aumenta la presión intracraneal y conduce al coma o la muerte si no se trata rápidamente.
Según la Asociación de Hidrocefalia, más de un millón de personas en los Estados Unidos viven actualmente con hidrocefalia y se estima que más de 700.000 estadounidenses padecen una versión llamada hidrocefalia de presión normal, pero menos del 20% recibe un diagnóstico adecuado. De cada 1.000 bebés que nacen en este país, uno o dos padecen hidrocefalia y la enfermedad es la causa más común de cirugía cerebral en niños.
Para muchos pacientes, los sistemas de derivación para drenar el líquido cerebral son una salvación. Sin embargo, estos catéteres no son perfectos y el 25 % de ellos fallan debido a problemas de coagulación o al crecimiento de tejido en los orificios del catéter necesarios para drenar el líquido. Dirigido por los entrenadores del proyecto, el Dr. Frank Bova, profesor de neurocirugía, y el Dr. Christopher Batich, profesor de ciencia e ingeniería de los materiales, el equipo de drenaje cerebral de la UFL está explorando y desarrollando métodos novedosos para prevenir y eliminar la oclusión del catéter utilizando recubrimientos novedosos, formas de punta y geometría de orificios. Eliminar el reemplazo del dispositivo en los pacientes podría proporcionar un ahorro de costos significativo, además de mejorar la comodidad para cualquier persona con la enfermedad.
Reingeniería del diseño actual
Samantha Solaski, miembro del equipo de drenaje cerebral, explica que el objetivo del proyecto es demostrar un prototipo de catéter funcional que limite la formación de oclusiones y que pueda limpiarse con un dispositivo de asistencia si es necesario. El catéter de silicona actual tiene una serie de orificios circulares perforados para drenar el líquido cerebral. El grupo quería probar orificios más pequeños y probar orificios de formas diferentes, y también una red novedosa de orificios interconectados.
Al tratarse de catéteres craneales, el tamaño total del catéter ya es bastante pequeño. El diámetro exterior mide solo 3,4 mm. Para reducir el tamaño de los orificios, Samantha se dio cuenta de que tenían que pasar de perforarlos a micromecanizarlos con láser. Sin embargo, ninguno de los proveedores locales de Gainesville podía lograr el pequeño tamaño de orificio necesario. A través de una búsqueda en Internet, la investigadora encontró a Potomac, que no tuvo problemas con la escala espacial.
Mike Adelstein, presidente y director ejecutivo de Potomac, señala: “Perforamos habitualmente orificios de entre 1 y 200 micrones. Además, para nosotros, la silicona de grado médico es un material familiar. A diferencia de otros polímeros orgánicos como el Kapton, la silicona presenta propiedades únicas que la hacen especialmente difícil de procesar, ya sea mecánicamente o con láser. A lo largo de los años, hemos desarrollado técnicas de perforación de orificios con láser para estos materiales de grado médico que brindan resultados excepcionales”.
Dado que el equipo Brain Drain estaba probando varios diseños de prototipos, el tamaño de los agujeros y la precisión también eran importantes. La repetibilidad de las dimensiones de los agujeros garantizaba que pudieran comparar los diseños con precisión.
Con la ayuda de la experiencia en micromaquinado láser de Potomac, el equipo Brain Drain está mejorando los dispositivos médicos para mejorar la calidad de vida de los pacientes con hidrocefalia y quién sabe a dónde más pueden conducir estas mejoras en el proceso de ingeniería.
