Dois anos e meio atrás, funcionários da THINK Surgical, uma empresa de desenvolvimento de cirurgia robótica em Fremont, Califórnia, estavam limpando uma unidade de armazenamento perto de sua sede quando encontraram um objeto que parecia ser um antigo braço robótico.
Olhando mais de perto, Micah Forstein, um gerente assistente da empresa, percebeu que o braço era um remanescente - um protótipo de uma invenção que havia mudado a cirurgia de substituição articular para sempre.
Chamado de Robodoc, o inovador sistema robótico permite aos cirurgiões realizar cirurgias complicadas de quadril e joelho com maior precisão, usando tomografia computadorizada convertida em imagens virtuais tridimensionais para planejamento pré-operatório e perfuração guiada por computador. A ferramenta foi usada em mais de 28.000 procedimentos em todo o mundo.
Agora, o protótipo de 1989 totalmente recuperado será eternamente lembrado nas coleções do Museu Nacional de História Americana do Smithsonian.
"É importante para nós lembrar marcos na tecnologia médica", diz Forstein.
O protótipo ROBODOC no Museu Nacional de História Americana. (NMAH / SI) O robô é a ideia do falecido veterinário Howard "Hap" A. Paul e do engenheiro cirurgião ortopédico William Bargar, ambos trabalhando na Universidade da Califórnia, em Davis, nos anos 80, quando Bargar reconheceu o que ele chama de dilema em artroplastia total do quadril ou cirurgia de substituição do quadril.
Naquela época, os implantes eram presos ao corpo do paciente com cimento acrílico, um material impermanente que acabaria por quebrar, enviando o paciente de volta para a faca.
Pesquisadores já haviam tentado eliminar a necessidade do cimento defeituoso usando implantes porosos nos quais o osso poderia realmente crescer. Este desenvolvimento abordou o problema da deterioração do cimento, mas os implantes ainda eram imperfeitos porque eram fabricados apenas em alguns tamanhos diferentes; eles não se encaixam no corpo de cada paciente.
"Você tentaria colocá-las e algumas caberiam muito apertadas", diz Bargar, "ou você quebraria o osso, ou algumas caberiam muito soltas e elas se mexeriam, então era difícil conseguir tamanho certo para cada paciente. Então eu tive a idéia de customizar essas coisas. "
Utilizando os dados de tomografia computadorizada de um paciente, juntamente com a tecnologia de desenho assistido por computador / manufatura assistida por computador (CAD / CAM), Bargar projetou um implante para se ajustar ao corpo de um indivíduo específico. Ele poderia então transferir o desenho para uma máquina CAD / CAM que cortaria o implante de metal.
Enquanto isso, em uma parte diferente do campus da UC Davis, Paul estudava cirurgias de substituição de articulações em cães como residente na Escola de Medicina Veterinária. Ele não suportaria colocar um cachorro no chão para questões conjuntas se houvesse alternativas, como substitutos de quadril. Os dois pesquisadores uniram forças, buscando pesquisas personalizadas sobre implantes em cães.
Mas mesmo com os implantes personalizados, a cirurgia de substituição articular foi falha. Enquanto uma máquina fazia os implantes personalizados, os cirurgiões ainda cavavam as cavidades dos ossos dos pacientes com a mão, muitas vezes de forma grosseira, apresentando obstáculos para a inserção dos implantes e abrindo caminho para consequências prejudiciais, como a fragmentação óssea.
Pesquisadores usaram o ROBODOC em 23 cirurgias antes de tentar usá-lo em um humano. (NMAH / SI) Em um vôo para casa vindo de Nice, na França, onde apresentaram suas pesquisas sobre os implantes personalizados, Bargar e Paul tiveram a ideia seguinte: usar um robô para cortar a forma inversa do implante no paciente para um ajuste perfeito.
Mas os campos de pesquisa de robótica e computadores se desenvolveram independentemente uns dos outros, e ensinar um robô a agir como uma máquina CAD / CAM foi um novo conceito. Depois que as chamadas para muitos fabricantes de robótica deixaram os pesquisadores em um beco sem saída, o pai de Bargar, um ex-funcionário da IBM, colocou-o em contato com um grupo do Laboratório de Pesquisa Thomas J. Watson, da IBM. Lá, os pesquisadores desenvolveram uma linguagem de máquina automatizada, mas ainda precisavam aplicá-la no mundo real.
Foi a combinação perfeita e, em 1986, os pesquisadores começaram a colaborar no primeiro e único sistema cirúrgico robótico ativo. Da mesma forma que a máquina CAD / CAM usada para fabricar os implantes, o robô segue as instruções do cirurgião, que recebe de um computador, usando essa linguagem desenvolvida pela IBM.
"Você tem que ter uma idéia e você tem que ser ingênuo e também ajuda a ter sorte", diz Bargar.
Eles batizaram seu robô, Robodoc, em um aceno ao popular filme RoboCop de 1987. Por volta de 1990, com o apoio da IBM, Paul e Bargar co-fundaram a empresa Integrated Surgical Systems e convenceram a FDA a permitir que realizassem um estudo de viabilidade em humanos em novembro de 1992. Entre Integrated Surgical Systems e IBM, há dez patentes (números 5769092, 5776136, 5806518, 5824085, 6033415, 6322567, 6430434, 5951475, 6415171 e 6747646) que representam diferentes componentes da invenção global.
Eles já haviam usado o robô em cirurgias em 23 cães e, apesar de terem tido problemas para montar a máquina para a primeira cirurgia humana, tiveram sucesso e comprovaram a segurança da máquina.
A FDA então permitiu que eles completassem mais nove cirurgias humanas em um estudo multicêntrico (Paul participou de seis das cirurgias de teste, mas tragicamente ele morreu de leucemia no dia anterior à cirurgia final do teste no estudo).
Eles foram capazes de provar através destes estudos que o robô ajudou na cirurgia de substituição articular mais precisa, mas o procedimento levou mais tempo do que uma cirurgia tradicional, resultando em maior perda de sangue. Eles conseguiram ajustar o processo com sugestões de um médico na Alemanha que começou a usar o dispositivo mais ou menos na mesma época em que a equipe de Bargar começou os estudos multicêntricos da FDA (a UE tinha um conjunto diferente de padrões que permitiam que esse dispositivo fosse usado na Europa antes de ser usado nos EUA).
Mas, para incorporar as mudanças, a FDA exigiu que a equipe concluísse outro conjunto de testes e, em 2006, a empresa estava com pouco dinheiro. Eles fecharam suas portas até 2007, quando uma empresa coreana chamada Curexo, controladora da THINK Surgical, investiu e forneceu os fundos para concluir o estudo.
A FDA finalmente limpou a Robodoc no ano seguinte, e hoje, o sistema ainda é o único sistema cirúrgico robótico ativo (ou seja, o robô faz o procedimento em si seguindo os comandos do cirurgião) usado nos EUA para cirurgia ortopédica.
O ROBODOC foi o primeiro robô ativo usado em cirurgia. (NMAH / SI) Judy Chelnick, curadora associada da divisão de medicina e ciência do museu, vinha acompanhando a evolução da tecnologia da cirurgia robótica há anos, quando Forstein entrou em contato com a Smithsonian Institution após descobrir o protótipo. Chelnick sabia que ela queria coletar um dispositivo médico robótico, mas ainda tinha que decidir qual deles.
Depois de ver o robô pessoalmente em Fremont e pesquisar a história da Robodoc, ela decidiu que era o mais importante a ser coletado primeiro - porque era o primeiro.
“É histórico. Eu vejo isso como a evolução da cirurgia. Esta é apenas outra maneira de realizar uma cirurgia ”, diz Chelnick.
Em novembro de 2016, o Museu Nacional de História Americana introduziu oficialmente a Robodoc em suas coleções permanentes de ciência e medicina. Bargar, de 72 anos, que esteve presente na cerimônia de dedicação, chama a doação para o Smithsonian de um “capper” de sua carreira. “É uma tremenda honra. É provavelmente a maior conquista da minha vida ”, diz ele.
