Hace dos años y medio, los empleados de THINK Surgical, una compañía de desarrollo de cirugía robótica en Fremont, California, estaban limpiando una unidad de almacenamiento cerca de su sede cuando encontraron un objeto que parecía ser un viejo brazo robot.
Al mirar más de cerca, Micah Forstein, asistente de gerente de la compañía, se dio cuenta de que el brazo era un remanente, un prototipo de una invención que había cambiado la cirugía de reemplazo de articulaciones para siempre.
Llamado Robodoc, el innovador sistema robótico permite a los cirujanos realizar cirugías complicadas de cadera y rodilla con mayor precisión utilizando tomografías computarizadas convertidas en imágenes virtuales tridimensionales para la planificación preoperatoria y la perforación guiada por computadora. La herramienta se ha utilizado en más de 28, 000 procedimientos en todo el mundo.
Ahora, el prototipo de 1989 completamente recuperado se recordará para siempre en las colecciones del Museo Nacional de Historia Americana del Smithsonian.
"Es importante para nosotros recordar hitos en la tecnología médica", dice Forstein.
El prototipo ROBODOC en el Museo Nacional de Historia Americana. (NMAH / SI) El robot es una creación del difunto veterinario Howard "Hap" A. Paul y el ingeniero convertido en cirujano ortopédico William Bargar, que trabajaban en la Universidad de California, Davis, en la década de 1980 cuando Bargar reconoció lo que él llama un dilema en artroplastia total de cadera o cirugía de reemplazo de cadera.
En esa época, los implantes se unían al cuerpo del paciente con cemento acrílico, un material impermanente que eventualmente se rompería, enviando al paciente nuevamente debajo del cuchillo.
Los investigadores ya habían intentado eliminar la necesidad del cemento defectuoso mediante el uso de implantes porosos en los que el hueso podría crecer. Este desarrollo abordó el problema del deterioro del cemento, pero los implantes todavía eran imperfectos porque solo se fabricaban en unos pocos tamaños diferentes; no se ajustaban al cuerpo de todos los pacientes.
"Tratarías de colocarlos y algunos quedarían demasiado apretados", dice Bargar, "o romperías el hueso al colocarlo, o algunos quedarían demasiado flojos y se menearían, por lo que era difícil conseguir el tamaño adecuado para cada paciente. Así que tuve la idea de hacer estas cosas a medida ".
Usando los datos de la tomografía computarizada del paciente junto con la tecnología de diseño asistido por computadora / fabricación asistida por computadora (CAD / CAM), Bargar podría diseñar un implante para adaptarse al cuerpo de un individuo específico. Luego podría transferir el diseño a una máquina CAD / CAM que cortaría el implante de metal.
Mientras tanto, en una parte diferente del campus de UC Davis, Paul estaba estudiando cirugías de reemplazo de articulaciones en perros como residente en la Facultad de Medicina Veterinaria. No podría soportar poner a un perro por problemas en las articulaciones si hubiera alternativas, como los reemplazos de cadera. Los dos investigadores unieron fuerzas, persiguiendo la investigación de implantes personalizados en perros.
Pero incluso con los implantes personalizados, la cirugía de reemplazo articular fue defectuosa. Mientras que una máquina fabricaba los implantes personalizados, los cirujanos todavía excavaban las cavidades en los huesos de los pacientes a mano, a menudo de manera cruda, presentando obstáculos para la inserción de los implantes y allanando el camino para consecuencias perjudiciales, como astillas óseas.
Los investigadores usaron el ROBODOC en 23 cirugías para perros antes de intentar usarlo en un humano. (NMAH / SI) En un vuelo a casa desde Niza, Francia, donde habían presentado su investigación sobre los implantes personalizados, a Bargar y Paul se les ocurrió su siguiente idea: utilizar un robot para cortar la forma inversa del implante en el paciente para un ajuste perfecto.
Pero los campos de investigación de la robótica y las computadoras se habían desarrollado independientemente el uno del otro, y enseñarle a un robot a actuar como una máquina CAD / CAM era un concepto nuevo. Después de que las llamadas a muchos fabricantes de robótica dejaron a los investigadores en un callejón sin salida, el padre de Bargar, un ex empleado de IBM, lo puso en contacto con un grupo en el Laboratorio de Investigación Thomas J. Watson de IBM. Allí, los investigadores habían desarrollado un lenguaje automático automatizado pero aún no lo habían aplicado en el mundo real.
Fue la combinación perfecta y en 1986, los investigadores comenzaron a colaborar en el primer y único sistema quirúrgico robótico activo. De manera similar a la máquina CAD / CAM utilizada para fabricar los implantes, el robot sigue las instrucciones del cirujano, que recibe de una computadora, usando este lenguaje desarrollado por IBM.
"Tienes que tener una idea y ser ingenuo y también ayuda ser afortunado", dice Bargar.
Bautizaron a su robot, Robodoc, en un guiño a la popular película de 1987 RoboCop . Alrededor de 1990, con el apoyo de IBM, Paul y Bargar cofundaron la compañía Integrated Surgical Systems y convencieron a la FDA para que les permitiera hacer un estudio de factibilidad en un ser humano en noviembre de 1992. Entre Integrated Surgical Systems e IBM, hay diez patentes (números 5769092, 5776136, 5806518, 5824085, 6033415, 6322567, 6430434, 5951475, 6415171 y 6747646) que representan diferentes componentes de la invención general.
Ya habían usado el robot en cirugías con 23 perros, y aunque tuvieron algunos problemas para configurar la máquina para la primera cirugía humana, tuvieron éxito y demostraron la seguridad de la máquina.
Luego, la FDA les permitió completar nueve cirugías humanas más en un estudio multicéntrico (Paul participó en seis de las cirugías de prueba, pero trágicamente murió de leucemia el día antes de la cirugía de prueba final en el estudio).
Pudieron demostrar a través de estos estudios que el robot ayudó en una cirugía de reemplazo articular más precisa, pero el procedimiento tomó más tiempo que una cirugía tradicional, lo que resultó en una mayor pérdida de sangre. Pudieron ajustar el proceso con sugerencias de un médico en Alemania que había comenzado a usar el dispositivo aproximadamente al mismo tiempo que el equipo de Bargar comenzó los estudios multicéntricos de la FDA (la UE tenía un conjunto diferente de estándares que permitieron usar este dispositivo en Europa antes de ser usado en los Estados Unidos).
Pero para incorporar los cambios, la FDA requirió que el equipo completara otro conjunto de ensayos, y para 2006, la compañía se estaba quedando sin fondos. Cerraron sus tiendas hasta 2007, cuando una compañía coreana llamada Curexo, la compañía matriz de THINK Surgical, entró y proporcionó los fondos para completar el estudio.
La FDA finalmente aprobó el Robodoc al año siguiente, y hoy, el sistema sigue siendo el único sistema quirúrgico robótico activo (lo que significa que el robot realiza el procedimiento siguiendo los comandos del cirujano) utilizado en los Estados Unidos para la cirugía ortopédica.
El ROBODOC fue el primer robot activo utilizado en cirugía. (NMAH / SI) Judy Chelnick, curadora asociada en la división de medicina y ciencia del museo, había estado siguiendo la evolución de la tecnología de cirugía robótica durante años cuando Forstein se puso en contacto con la Institución Smithsonian después de descubrir el prototipo. Chelnick sabía que quería recoger un dispositivo médico robótico, pero aún no había decidido cuál.
Después de ver al robot en persona en Fremont e investigar la historia del Robodoc, decidió que este era el más importante para recolectar primero, porque era el primero.
“Es histórico. Lo veo como la evolución de la cirugía. Esta es solo otra forma de realizar una cirugía ”, dice Chelnick.
En noviembre de 2016, el Museo Nacional de Historia de los Estados Unidos introdujo oficialmente el Robodoc en sus colecciones permanentes de ciencia y medicina. Bargar, de 72 años, quien estuvo presente en la ceremonia de dedicación, califica la donación al Smithsonian como un "capper" para su carrera. “Es un gran honor. Es probablemente el mayor logro de mi vida ", dice.
