Robots con pieles electrónicas y músculos artificiales brindan tratamiento médico

Los investigadores han desarrollado robots blandos avanzados que están equipados con pieles electrónicas y músculos artificiales, lo que les permite detectar su entorno y modificar sus acciones en tiempo real.

Estos robots fueron diseñados por un equipo de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill (Chapel Hill, NC, EUA) para imitar la función cooperativa de los músculos y la piel de los animales, mejorando su eficiencia y seguridad para uso interno en el cuerpo humano. La piel electrónica de estos robots incorpora una variedad de materiales sensores como nanocables de plata y polímeros conductores incrustados en un sustrato flexible, reflejando las intrincadas capacidades sensoriales de la piel natural. Capaces de ejecutar movimientos complejos como doblarse, estirarse y girar en entornos biológicos, estos robots blandos están diseñados para adherirse suavemente a los tejidos, minimizando el estrés y los posibles daños. Inspirándose en formas naturales como las estrellas de mar y las vainas de semillas, pueden alterar sus estructuras para llevar a cabo diversas tareas de manera eficiente. Tal versatilidad hace que estos robots sensoriales blandos sean altamente adaptables y beneficiosos para avanzar en el diagnóstico y las terapias médicas. Pueden transformarse para adaptarse a órganos para mejorar la detección y el tratamiento, realizar un seguimiento continuo de los estados internos, como el volumen de la vejiga y la presión arterial, administrar tratamientos como estimulación eléctrica basados en retroalimentación en vivo y ser ingeridos para monitorear y tratar problemas relacionados con el estómago.

Un tipo particular de robot ingerible, conocido como thera-gripper, está diseñado para permanecer en el estómago para controlar los niveles de pH y administrar medicamentos durante períodos prolongados, mejorando así el tratamiento de los trastornos gastrointestinales. También puede unirse al corazón, rastrear continuamente señales electrofisiológicas, medir las contracciones del corazón y proporcionar impulsos eléctricos para ayudar a mantener un ritmo cardíaco adecuado. Los experimentos realizados en ratones han demostrado la eficacia del thera-gripper para cumplir estas funciones, lo que indica su potencial como implante cardíaco avanzado. Además, una pinza robótica que puede rodear una vejiga puede evaluar su volumen y emitir impulsos eléctricos para abordar la hiperactividad, mejorando tanto la atención al paciente como los resultados del tratamiento. Un manguito robótico que se envuelve alrededor de un vaso sanguíneo puede medir la presión arterial con precisión y en tiempo real, sirviendo como una herramienta de monitoreo precisa y no invasiva. El éxito de estos robots en pruebas con animales vivos apunta a un futuro brillante para su aplicación en entornos médicos, transformando potencialmente el tratamiento de enfermedades crónicas y mejorando la atención al paciente.

"Este enfoque innovador para el diseño de robots no sólo amplía el alcance de los dispositivos médicos, sino que también resalta el potencial de avances futuros en la interacción sinérgica entre robots implantables blandos y tejidos biológicos", dijo Wubin Bai, investigador principal de la investigación y asistente de APS. profesor. "Nuestro objetivo es lograr biocompatibilidad y estabilidad a largo plazo en entornos fisiológicos dinámicos".

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Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hil