Mikrokateter adalah perangkat medis yang dapat menembus pembuluh darah tubuh untuk memberikan terapi yang menyelamatkan nyawa – misalnya untuk mengobati penyumbatan arteri, atau menghentikan pendarahan. Mereka juga dapat digunakan untuk memutus aliran darah ke tumor atau memberikan kemoterapi yang sangat bertarget.
Hingga saat ini, ahli neuroradiologi intervensi telah menggunakan kawat pemandu untuk dengan susah payah meringankan mikrokateter di sekitar liku-liku pembuluh darah menggunakan teknik torsi dorong-tarik yang memakan waktu, yang berisiko merusak dinding pembuluh darah. Namun instrumen ini pun terlalu besar untuk menjangkau pembuluh darah terjauh dan paling bercabang di otak, yang diameternya bisa lebih kecil dari 150 mikron – kira-kira seukuran rambut manusia.
Untuk mengatasi tantangan ini, para peneliti telah mengembangkan robot mikro tanpa ikatan yang dapat dipandu ke lokasi pengobatan menggunakan medan magnet atau gelombang akustik. Namun Selman Sakar, kepala Laboratorium Sistem MicroBioRobotic di Fakultas Teknik EPFL, berpendapat bahwa dengan desain yang diperbarui, kateter masih dapat berfungsi dengan baik.
“Kateter menghilangkan kekhawatiran tentang pelepasan perangkat setelah digunakan, dan tidak memiliki muatan yang terbatas. Pada saat yang sama, banyak pembuluh darah berada di luar jangkauan kateter tradisional,” jelas Sakar. “Itulah sebabnya kami mengembangkan dan menguji MagFlow: mikrokateter magnetik ultraminiaturisasi – dua kali lebih kecil dari mikrokateter standar – yang meminimalkan kontak dengan dinding pembuluh darah dengan memanfaatkan energi kinetik aliran darah itu sendiri.”
Jalur baru dalam kedokteran
Konsep MagFlow awalnya dijelaskan pada tahun 2020 sebagai perangkat polimer datar seperti pita (berbeda dengan instrumen endovaskular tradisional, yang berbentuk bulat) dengan ujung magnet. Sekarang, bekerja sama dengan ahli neuroradiologi intervensi Pascal Mosimann dari Toronto Western Hospital (Kanada), Sakar dan lulusan EPFL baru-baru ini Lucio Pancaldi telah mengubah konsep ini menjadi mikrokateter yang berfungsi penuh. Dua lembar polimer yang diikat memungkinkan badan perangkat mengembang “seperti selang pemadam kebakaran” untuk menghasilkan cairan biomedis yang encer atau kental.
Secara paralel, tim EPFL mengembangkan platform kemudi robotik, OmniMag, yang memungkinkan mikrokateter dipandu menggunakan generator medan magnet yang dipasang di lengan robot. Dengan menggunakan gerakan tangan dokter pada stylus, OmniMag secara otomatis menghitung orientasi medan magnet yang diperlukan untuk mengarahkan ujung magnet MagFlow ke arah yang diinginkan.
Kami sangat gembira dengan teknologi yang dipatenkan ini dan ingin mendorongnya lebih jauh lagi – kami sedang dalam proses meluncurkan usaha startup.
Selman Sakar, Laboratorium Sistem MikroBioRobotik
Dalam percobaan yang dilakukan di fasilitas penelitian di Paris, tim menunjukkan kemampuan unik MagFlow dengan mengkateterisasi arteri yang sangat sempit dan melengkung di kepala, leher, dan tulang belakang babi untuk memberikan zat kontras dan embolisasi (penyumbatan) dengan aman dan cepat. Hasil percobaan ini telah dipublikasikan di Robotika Sains.
“Hasil eksperimen kami meningkatkan konsep navigasi berbasis aliran menjadi solusi klinis yang pada akhirnya dapat membuka jalan pengobatan baru untuk kondisi kardiovaskular,” Pancaldi merangkum.
Ke depan, para ilmuwan melihat potensi MagFlow untuk mengakses pembuluh darah pada pasien dewasa yang menderita stroke hemoragik atau malformasi arteriovenosa, serta pada pasien kanker anak. Mereka mengatakan teknologi mereka telah menarik minat komunitas medis, dan mereka saat ini bekerja sama dengan dokter di Rumah Sakit Universitas Lausanne (CHUV) dan Rumah Sakit Mata Jules Gonin untuk mengembangkan MagFlow untuk digunakan dalam pengobatan retinoblastoma. “Kami sangat gembira dengan teknologi yang dipatenkan ini dan ingin mendorongnya lebih jauh lagi – kami sedang dalam proses meluncurkan usaha startup,” kata Sakar.
Ia menambahkan bahwa selain kateterisasi, teknologi inovatif ini membuka pintu bagi penerapan menarik di bidang neurologi. “Kami bekerja sama dengan ahli bedah saraf dan ahli epileptologi di Inselspital Bern untuk mengembangkan elektroda yang dapat menavigasi pembuluh darah menggunakan konsep MagFlow untuk memetakan aktivitas kejang dengan cara yang minimal invasif.”
Referensi
Lucio Pancaldi dkk., Mikrokateter magnetik yang digerakkan oleh aliran untuk embolisasi arteri superselektif.Sci. Robot.10,eadu4003(2025). DOI: 10.1126/scirobotics.adu4003
