Microrobots funcionales para aplicaciones de bioingeniería

Un nuevo estudio sugiere que los robots móviles pueden navegar y realizar tareas no invasivas del cuerpo difíciles de alcanzar.

Actualmente el Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes (Stuttgart, Alemania) y la Universidad Carnegie Mellon (CMU, Pittsburgh, PA, EUA), diseñan fabrican y ensayan los microrobots, de primera generación, que podrán suministrar productos terapéuticos y otras cargas a sitios específicos del cuerpo, así como a dispositivos microfluídicos, de órgano en un chip, encerrados, que contienen células vivas. Se utiliza un nuevo método de dos pasos para proporcionar a los dispositivos microrobóticos las funciones deseables. El primer paso utiliza la litografía láser tridimensional (3D) para reticular los polímeros sensibles a la luz.

En la segunda etapa, la estructura base, químicamente homogénea, formada, es funcionalizada modificándola en sitios geométricos específicos con moléculas pequeñas químicamente compatibles que introducen nuevos grupos químicos usando iluminación de litografía láser 3D selectiva; Esto hace que se elimine un precursor del polımero que no ha reaccionado y se introduce en su lugar un nuevo precursor con la funcionalidad química deseada. La técnica permite que los microrobots sean fabricados con alta versatilidad.

Para demostrar el concepto, los investigadores prepararon un micro-nadador, en forma de bala, en el que una cavidad interna fue modificada selectivamente con nanopartículas catalíticas de platino. Los investigadores también diseñaron una estructura de microflor que llevaba grupos ortogonales de biotina, tiol y alquino en posiciones definidas con precisión. Según los investigadores, las nuevas construcciones sub-milimétricas contienen una miríada de aplicaciones en varios campos además de microrobots, incluyendo la entrega dirigida, la ingeniería tisular, los sistemas de autoorganización, la materia programable y los microactuadores suaves. El estudio se publicó el 8 de mayo de 2017 en la revista Lab Chip.

“Nuestro objetivo principal es desarrollar nuevos métodos de fabricación de materiales miniaturizados que funcionen inteligentemente en entornos complejos e inestables”, dijo el investigador postdoctoral, principal, Hakan Ceylan, PhD, del Instituto Max Planck. “En un futuro próximo, probablemente en alrededor de 10 años, esto podría tener enormes aplicaciones en la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa, mientras que, a más largo plazo, podría revolucionar el tratamiento de enfermedades genéticas a través de la aplicación de proteínas o de ácidos nucleicos, proveniente de una sola célula”.