När även de mest välutbildade kirurgerna utför ingrepp på näthinnan – en av människokroppens minsta och känsligaste delar – är insatserna höga. Kirurgerna måste ta hänsyn till patienternas andning, snarkningar och ögonrörelser, liksom till sina egna ofrivilliga handskakningar, medan de arbetar på ett cellager som är mindre än en millimeter tjockt.
Därför har forskare vid University of Utahs John A. Moran Eye Center och John and Marcia Price College of Engineering samarbetat för att skapa en ny robotkirurgiutrustning som syftar till att ge kirurgerna ”övermänskliga” händer.
Själva roboten är extremt exakt och utför rörelser som är så små som 1 mikrometer (mindre än en enda mänsklig cell). Den är monterad direkt på patientens huvud med hjälp av en hjälm, så att subtila (och ibland inte så subtila) rörelser i patientens huvud kompenseras och ögat hålls helt stilla ur robotens perspektiv.
Roboten skalar också ner kirurgens rörelser, som mäts med hjälp av en handhållen robotenhet, ett så kallat haptiskt gränssnitt, till det mycket mindre operationsområdet i ögat och kompenserar för handskakningar på vägen.
Enheten, som fortfarande befinner sig i teststadiet, syftar till att förbättra resultaten för patienterna och stödja banbrytande procedurer, inklusive tillförsel av genterapier för ärftliga näthinnesjukdomar.
Forskarna har framgångsrikt testat roboten med hjälp av enukleerade grisögon och publicerar sina resultat denna vecka i tidskriften Science Robotics. Studien leddes av Jake Abbott, professor vid U:s institution för maskinteknik, och Paul S. Bernstein, näthinnespecialist vid Moran Eye Center.
I näthinnan finns de ljuskänsliga stav- och tappcellerna som utgör grunden för synen. Flera ärftliga sjukdomar gör att dessa celler bildas felaktigt, vilket leder till synnedsättningar av varierande svårighetsgrad, men nya genterapitekniker kan vända dessa tillstånd.
”Behandlingen av synstörningar går snabbt framåt”, säger Abbott. ”Vi måste ge kirurgerna bättre möjligheter att hålla jämna steg med dem.”
Den första genterapin som godkänts av den amerikanska läkemedelsmyndigheten FDA för en ärftlig näthinnesjukdom kräver t.ex. en injektion i utrymmet mellan näthinnan och ett annat cellager som kallas näthinnans pigmentepitel. Förutom de komplikationer som uppstår vid ögonrörelser och handskakningar är detta subretinala mål försvinnande litet; kirurgen måste föra in läkemedlet mellan två submillimetertunna cellager.
Eftersom enheten ännu inte är godkänd för att användas på människor krävde testerna att en frivillig människa utrustades med speciella glasögon som gjorde det möjligt att montera ett djuröga precis framför det naturliga ögat. På så sätt kunde forskarna testa robotens förmåga att kompensera för huvudrörelser och korrigera för handskakningar, samtidigt som den opererade på djurvävnad, utan att utsätta försökspersonen för någon risk.
I de experiment som beskrivs i studien uppnådde kirurgerna högre framgångar när de använde den kirurgiska roboten för att utföra subretinala injektioner samtidigt som de undvek oftalmiska komplikationer.
Dessa resultat visar att roboten har potential att förbättra patientvården, enligt medförfattaren Eileen Hwang, retinalkirurg vid Moran Eye Center.
”Den här robotens unika egenskap, huvudmonteringen, kan göra det möjligt för patienter att få subretinala injektioner under intravenös (IV) sedering, snarare än under allmän anestesi”, säger Hwang. ”IV-sedering möjliggör snabbare återhämtning och är säkrare för vissa patienter. Robotar kan också möjliggöra en mer exakt leverans av genterapiläkemedel jämfört med manuella injektioner, vilket ger mer reproducerbara och säkrare behandlingar.”
När roboten nu tar sig från labbet till operationssalen kommer den att stödjas av samma typ av tvärvetenskapliga samarbeten som först gav den liv.
”De här samarbetena är helt underbara vid University of Utah”, säger Bernstein. ”När jag har idéer finns ingenjörerna, kemisterna och fysikerna bara några kvarter bort.”
För mer information: Nicholas R. Posselli et al, Head-mounted surgical robots are an enabling technology for subretinal injections, Science Robotics (2025). DOI: 10.1126/scirobotics.adp7700
