Het pad van universitair laboratorium naar commercialisering is vooral complex in de biotech-industrie. Uitdagingen variëren van lange doorlooptijden, soms gemeten in decennia, tot de kosten van het omzetten van ideeën in innovaties, evenals kwesties van intellectueel eigendom, octrooien en licenties.

Toch Nabil Simaan, een professor werktuigbouwkunde die gespecialiseerd is in het ontwerpen van robots om chirurgen te helpen operaties uit te voeren in moeilijk bereikbare delen van het lichaam, schrikt niet gemakkelijk af. Hij heeft jarenlange ervaring in het samenwerken met commerciële entiteiten terwijl hij talloze patenten verzamelde - drie alleen al in 2017.

Simaan's Advanced Robotics and Mechanism Applications Laboratory in Vanderbilt loopt voorop bij het bevorderen van verschillende robottechnologieën voor medisch gebruik, inclusief miniatuurrobots voor enkele kleine incisies, cochleair implantaat en minimaal invasieve keeloperaties.

"Een belangrijk aandachtspunt van het onderzoek is het ontwerp van intelligente robotapparaten die hun interactie met de anatomie kunnen detecteren en reguleren, "Zei Simaan. "Deze robots kunnen samen met een chirurg worden gebruikt om weefsel veilig weg te snijden of weg te nemen."

Simaan is mede-uitvinder van het Insertable Robotic Effector Platform. IREP - een portfolio van meerdere patenten - wordt beschouwd als 's werelds kleinste robotsysteem en werd in 2013 geprezen als een doorbraak in de medische wetenschap. Het is in licentie gegeven aan Titan Medical en leidde tot de ontwikkeling van het Titan SPORT-systeem voor toegangschirurgie met één poort .

Het minuscule chirurgische robotinstrument komt het lichaam binnen via een opmerkelijk kleine incisie - zes tiende van een inch, of 15 millimeter. Eenmaal in het lichaam, het ontvouwt zich om een ​​camerasysteem te onthullen voor 3D-visualisatie en beeldfeedback, en twee slangachtige armen die de operatie uitvoeren.

IREP heeft verschillende ontwikkelingsstadia doorlopen. Eerst, Computerwetenschapper Peter Allen van Columbia University bedacht een camera die kan worden gekanteld, gepand en volgde de bewegingen van chirurgische instrumenten vanuit de buik, en projecteerde zijn visie op een computerscherm. Chirurg Dennis Fowler in Columbia voerde een aantal appendectomieën uit, nefroscopieën en andere operaties op varkensmodellen die de technologie gebruiken.

Bij Vanderbilt, Simaan rustte IREP uit met twee slangachtige armen die zijn opgebouwd uit een reeks van push-pull flexibele balken die de armen in de gewenste richting kunnen buigen en draaien. Simaan gaf IREP ook polsen en grijpers om objecten te manipuleren.

"Typisch, als onderzoekslaboratorium, we proberen de industrie minstens 10 jaar voor te zijn om nieuwe benaderingen van chirurgie in te luiden via nieuwe technologieën, " zei hij. "Maar universitaire onderzoekers en de industrie zijn bezig met een inhaalslag." Simaan verhuisde het ARMA-lab naar Vanderbilt toen hij in 2012 bij de technische faculteit kwam.

De nieuwste ARMA-technologie - een prototype robotsysteem om blaastumoren te verwijderen - is veelbelovend, succesvol zijn gebleken in dierstudies. Het onderzoek, onlangs gepubliceerd door het Journal of Endourology, verdiende een Best Paper Award op de Engineering and Urology Society-conferentie van 2018.

Van alle kankerdiagnoses, de incidentie van blaaskanker staat op de vierde plaats in de Verenigde Staten en op de zevende wereldwijd bij mannen. "Blaaskanker is ook erg duur om te behandelen. Het vereist herhaalde resecties omdat chirurgen een blaastumor 'stuksgewijze' verwijderen en dat resulteert vaak in herhaling en meer operaties, ' zei Simaan.

Simaan en zijn team ontwikkelden een transurethraal robotplatform genaamd TURBot. Het is het eerste endoscopische robotsysteem dat volledige chirurgische dekking biedt met zichtbaarheid van de blaas, inclusief de nek en koepel, en de eerste die zijn geëvalueerd tijdens in vivo dierproeven.

Drie 1,8 mm werkkanalen van TURBot's miniatuur multibackbone continuüm robot gebruiken grijpers, douane flexibele camera's, en andere beeldvormende sondes om alle regio's van de blaas te bereiken. Gesimuleerde blaaslaesies werden met succes verwijderd door laser.

Simaan en twee oud-studenten hebben samen een startup opgericht om dergelijke technologieën te ontwikkelen voor robotgeassisteerde transurethrale resectie van blaastumoren.