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Los robots conquistan aplicaciones en la técnica médica

Pulen caderas artificiales, aspiran el fármaco en las jeringuillas y al final están ellos mismos junto a la mesa del quirófano: los robots conquistan cada vez más campos de la técnica farmacéutica y médica. Las soluciones de automatización con técnicas de montaje y manipulación, robótica y procesamiento industrial de imágenes ofrecen entretanto ventajas decisivas para fabricantes, pacientes y personal

AUTOMATICA 2010, del 8 al 11 de junio en la Feria de Múnich, ofreció una buena panorámica de los rendimientos de automatización de este sector en crecimiento.

La automatización como imperativo

La increíble velocidad a la que se ha incorporado la técnica de automatización en ámbitos de producción tan sensibles como la técnica farmacéutica y médica es sorprendente, incluso para los expertos. Y eso que en esta liga de campeones de la automatización no es nada fácil para los equipos, componentes o robots cumplir los requerimientos de ingreso. Así pues, los equipos de montaje de dispositivos médicos casi siempre deben cumplir los estándares más exigentes de salas limpias. Todo lo que tienen que hacer los fabricantes de equipos para cumplirlos en los diferentes casos y la forma de llevarlo a la práctica lo demostraron fabricantes especializados en los stands de AUTOMATICA 2010.

Una solución de montaje de alto rendimiento, adaptada a los requerimientos de la industria farmacéutica y médica, presentada por Mikron Automation en AUTOMATICA con la última fase de desarrollo de Mikron G05. La nueva G05 exhibe mejoras en cuanto a ergonomía y limpieza por lo que estos equipos están en condiciones de satisfacer los requerimientos de las normas GPM y las reglamentaciones de seguridad actuales.

Sortimat Technology demuestraba cómo se consigue una mayor flexibilidad en la automatización de montaje con la nueva plataforma "Jetwing 2010", capaz de hacer más flexible el montaje, según informa el fabricante. Otra ventaja: en esta nueva versión pueden incorporarse entre ocho y 48 estaciones de montaje, en vez de las 12 estaciones posibles que eran posibles hasta ahora. De esta manera fluyen los límites entre la semiautomatización y la automatización completa y entre lotes pequeños y grandes. En AUTOMATICA se exhibía la plataforma Jetwing 2010 en una instalación concatenada con línea de limpieza y sistema de transferencia a sala limpia. Igualmente, resultó muy interesante la visita a los fabricantes de robots. En AUTOMATICA 2010 estuvieron representados la práctica totalidad de los fabricantess, por lo que el visitante profesional salió de la feria con una idea general de la oferta y pudiendo comparar directamente los distintos equipos.

Las exigentes aplicaciones en la industria médica y farmacéutica son difíciles de realizar con robots estándares. Aquí cuentan factores como aptitud para salas limpias, superficies especiales de fácil limpieza y máxima precisión. Los aptitud de los modelos de los robots de AUTOMATICA para su utilización en salas limpias varía en gran medida entre los diferentes fabricantes. El motivo radica en los diferentes diseños de los robots. Los modelos con superestructura completamente encapsulada, cableado interior y técnica integrada de accionamiento emiten menos partículas que los diseños abiertos, por lo que son especialmente apropiados para su aplicación en salas limpias.

Algunos fabricantes de robots e institutos de investigación enfocaron ya hace muchos años las tareas de los sectores médico y farmacéutico y han acumulado ya una gran experiencia y conocimientos en este campo, no sólo en la construcción de robots, sino también en lo que respecta a las soluciones de automatización integrales.

Aplicaciones orientadoras en la técnica médica

Stäubli Robotics mostraba qué es posible actualmente desde el punto de vista tecnológico tomando como ejemplo dos robots utilizados a menudo en las industrias médica y farmacéutica. Los robots de seis ejes TX 60 y TX 90 satisfacen en el modelo Super-Cleanroom los altísimos requerimientos de salas limpias de categoría ISO 2. Aparte, los dos robots están disponibles en versión Stericlean, lo que permite su utilización bajo las extremas condiciones de laboratorio.

"Con las versiones Stericlean penetramos en ámbitos en los que hasta ahora se consideraba imposible la aplicación de robots. Por primera vez se automatizan procesos de esterilización y descontaminación en los que los robots pueden estar constantemente expuestos al vapor del peróxido de hidrógeno del entorno. De esta manera se consigue por fin el éxito en el intento de automatizar estos procesos", afirma el ingeniero Manfred Hübschmann, gerente de Stäubli Robotics. En otras aplicaciones de la técnica médica, los robots de Stäubli ya se han acreditado desde hace años.

Puede tratarse de elaborar preparados tóxicos para quimioterapia, donde un robot dosifica con toda exactitud los diferentes componentes de citostáticos, que envasa de manera flexible, o de fabricar productos de técnica médica en plástico con máquinas de colada a presión. El abanico de las piezas es muy amplio y abarca sistemas de administración de medicamentos como jeringuillas, sets de infusión, equipos de transfusión y diálisis, centrifugadoras, filtros de sangre, inhaladores, productos de tratamiento de diabetes e incluso implantes.

Precisión de movimiento de los pacientes con un robot

KUKA es un fabricante de robos que realiza desde hace mucho tiempo no sólo las aplicaciones industriales estándar, como demostraba esta empresa de Augsburgo con una tecnología robótica innovadora para los tratamientos más modernos de radioterapia. Junto con Siemens Health Care ha desarrollado un sistema de alta precisión de posicionamiento de pacientes que se aplicará próximamente en el centro terapéutico de haces de iones de Heidelberg HIT.

En la terapia allí aplicada, un haz de partículas de iones de carbono o de protones incide con exactitud milimétrica sobre el tumor del paciente sin dañar el tejido circundante. Gracias a sus seis grados de libertad, el robot de KUKA, que forma la base del sistema, puede mover a los pacientes con flexibilidad y precisión, lo que no se consigue con mesas convencionales.

En el posicionamiento de los pacientes, el principal reto era garantizar la precisión necesaria y la seguridad máxima: "Tuvimos que adaptar toda una serie de componentes del robot. Pero ha merecido la pena; el rendimiento del posicionador de pacientes es único hasta la fecha", asegura Ralph Berke, director del área de robótica médica de KUKA Roboter. "Una máquina que pesa toneladas posiciona a un paciente con una exactitud inferior al milímetro y, en caso necesario, puede corregir la posición en pasos de décimas de milímetro. Siemens y KUKA Roboter definen así un nuevo estándar."

Pero también en otros ámbitos de la técnica médica, los robots de KUKA se aplican desde hace años con mucho éxito. Por ejemplo, dos robots de seis ejes se encargan del rectificado y pulido completamente automáticos de implantes. Aquí trabajan, por decirlo así, mano a mano, dos robots en la manipulación de los vástagos para prótesis de cadera. El fabricante Aesculap celebra el incremento de la productividad, así como la elevada calidad reproducible y uniforme.

Proyectos de investigación espectaculares

Dos proyectos tecnológicos del sector de la técnica médica fueron verdaderos imanes para el público de AUTOMATICA. El Instituto de Robótica y Mecatrónica del Centro Alemán de Aeronáutica y Astronáutica expondrá el "corazón DLR", una verdadera alternativa al trasplante de corazón para los pacientes que sufran de insuficiencia cardíaca grave. Según los informes, los pacientes pueden volver a realizar con gran rapidez su vida normal y disfrutar de movilidad máxima. Con el desarrollo del sistema de apoyo cardíaco implantable DLR-VAD es posible superar las limitaciones hasta ahora existentes y llevar a cabo una terapia a largo plazo El novedoso sistema DLR-VAD se basa en el desarrollo de muchos años de los robots de construcción ligera.

Otro proyecto vanguardista es "MiroSurge", un sistema robótico de cirugía mínimamente invasiva. Como en muchas otras aplicaciones de robótica, también en el caso de MiroSurge desempeña un papel clave el procesamiento de imágenes. El médico controla a través de instrumentos especiales de entrada tres brazos de robot de los que dos van equipados con instrumentos como alicates y tijeras, mientras que otro brazo del robot lleva una cámara endoscópica estéreo.

"En los próximos tres o cuatro años se habrá concluido el desarrollo de los brazos MIRO en todo lo referente a optimización, ajuste de reguladores, seguridad y licencias médicas, y alcanzará la madurez de mercado mediante su integración en un sistema completo de operación", dice el profesor Dr.-Ing. Gerhard Hirzinger, director del Instituto de Robótica y Mecatrónica del Centro Alemán de Aeronáutica y Astronáutica (DLR).

Se trata de los brazos del robot MIRO, desarrollado por el DLR, con un peso de tan sólo 10 kilogramos. Los instrumentos mínimamente invasivos desarrollados también por el DLR, permiten operar con gran sensibilidad el cuerpo del paciente gracias a los sensores integrados. El cirujano está sentado cómodamente ante una consola, donde se representan no sólo las fuerzas y los momentos punta de los instrumentos como Force-Feedback, sino también la imagen de vídeo tridimensional del interior del paciente.

FIRAMUNICH

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