Le laboratoire de robotique avancée et d'applications de mécanismes de Nabil Simaan à Vanderbilt ouvre la voie à l'avancement de plusieurs technologies robotiques à usage médical. Crédit :Université Vanderbilt
Le chemin du laboratoire universitaire à la commercialisation est particulièrement complexe dans l'industrie biotechnologique. Les défis vont de longs délais, parfois mesuré en décennies, aux coûts de transformation des idées en innovations, ainsi que les questions de propriété intellectuelle, brevets et licences.
Pourtant Nabil Simaan, un professeur de génie mécanique spécialisé dans la conception de robots pour aider les chirurgiens à effectuer des opérations dans les zones du corps difficiles à atteindre, ne décourage pas facilement. Il a des années d'expérience en collaboration avec des entités commerciales tout en recueillant de nombreux brevets, dont trois en 2017 seulement.
Le laboratoire avancé de robotique et d'applications de mécanismes de Simaan à Vanderbilt ouvre la voie à l'avancement de plusieurs technologies robotiques à usage médical, y compris des robots miniatures pour une seule petite incision, implant cochléaire et chirurgies mini-invasives de la gorge.
« L'un des principaux axes de la recherche est la conception de dispositifs robotiques intelligents capables de détecter et de réguler leur interaction avec l'anatomie, ", a déclaré Simaan. "Ces robots peuvent être utilisés en collaboration avec un chirurgien pour exciser ou enlever des tissus en toute sécurité."
Simaan est co-inventeur de la plate-forme effectrice robotique insérable. L'IREP, un portefeuille de plusieurs brevets, est considéré comme le plus petit système robotique au monde et a été salué comme une percée dans le domaine de la science médicale en 2013. Il est concédé sous licence à Titan Medical et a conduit au développement du système Titan SPORT pour la chirurgie à accès unique. .
Le minuscule outil chirurgical robotique pénètre dans le corps par une incision remarquablement petite - six dixièmes de pouce, ou 15 millimètres. Une fois à l'intérieur du corps, il se déplie pour révéler un système de caméra pour la visualisation 3D et le retour d'image, et deux bras en forme de serpent qui effectuent la chirurgie.
L'IREP est passé par plusieurs étapes de développement. D'abord, L'informaticien de l'Université de Columbia, Peter Allen, a conçu une caméra insérable qui s'inclinait, balayé et suivi les mouvements des instruments chirurgicaux de l'intérieur de l'abdomen, et projeté sa vision sur un écran d'ordinateur. Le chirurgien Dennis Fowler à Columbia a effectué un certain nombre d'appendicectomies, néphroscopies et autres opérations sur des modèles porcins utilisant la technologie.
IREP est licencié à Titan Medical. Crédit :Université Vanderbilt
A Vanderbilt, Simaan a équipé l'IREP de deux bras en forme de serpent construits à partir d'une série de poutres flexibles push-pull qui peuvent plier et tordre les bras dans les directions requises. Simaan a également donné des poignets et des pinces IREP pour manipuler des objets.
"Typiquement, en tant que laboratoire de recherche, nous essayons d'avoir au moins 10 ans d'avance sur l'industrie pour aider à inaugurer de nouvelles approches de la chirurgie via les nouvelles technologies, ", a-t-il déclaré. "Mais les chercheurs universitaires et l'industrie rattrapent leur retard." Simaan a déménagé le laboratoire ARMA à Vanderbilt lorsqu'il a rejoint la faculté d'ingénierie en 2012.
La dernière technologie ARMA, un prototype de système robotique pour éliminer les tumeurs de la vessie, est très prometteuse, ayant fait leurs preuves dans les études animales. La recherche, récemment publié par le Journal of Endourology, a remporté le prix du meilleur article lors de la conférence 2018 de la Société d'ingénierie et d'urologie.
Parmi tous les diagnostics de cancer, l'incidence du cancer de la vessie se classe quatrième aux États-Unis et septième dans le monde chez les hommes. « Le cancer de la vessie est également très coûteux à traiter. Il nécessite des résections répétées car les chirurgiens enlèvent une tumeur de la vessie 'par morceaux' et cela entraîne souvent une récidive et davantage de chirurgies, " dit Siman.
Simaan et son équipe ont développé une plate-forme robotique transurétrale appelée TURBot. C'est le premier système robotique endoscopique à fournir une couverture chirurgicale complète avec visibilité de la vessie, y compris le cou et le dôme, et le premier à avoir été évalué lors d'expérimentations animales in vivo.
Trois canaux de travail de 1,8 mm du robot continuum multi-ossature miniature de TURBot utilisent des préhenseurs, caméras flexibles personnalisées, et d'autres sondes d'imagerie pour atteindre toutes les régions de la vessie. Les lésions vésicales simulées ont été supprimées avec succès par laser.
Simaan et deux anciens étudiants ont co-fondé une startup pour développer de telles technologies pour la résection transurétrale assistée par robot des tumeurs de la vessie.
