Milirobots inalámbricos podrían eliminar coágulos de sangre de vasos sanguíneos de difícil acceso

A nivel mundial, una de cada cuatro muertes cada año se atribuye a afecciones causadas por coágulos sanguíneos, que bloquean los vasos sanguíneos e impiden el suministro de oxígeno a diversas partes del cuerpo. Si bien los cirujanos pueden utilizar instrumentos flexibles para eliminar estos coágulos y restablecer el flujo sanguíneo, acceder a ciertas regiones del cuerpo sigue siendo un desafío. Ahora, los milirobots pueden superar estas limitaciones y ofrecer una solución para eliminar los coágulos de sangre de los vasos de difícil acceso.

Por primera vez, investigadores de la Universidad de Twente (Enschede, Países Bajos) y Radboudumc (Nijmegen, Países Bajos) han logrado hacer que milirobots inalámbricos naveguen a través de un vaso sanguíneo estrecho tanto en dirección del flujo arterial como en contra del flujo arterial. Estos robots con forma de tornillo se insertaron en una aorta desprendida con riñones y se controlaron de forma remota mediante un imán giratorio operado robóticamente. Los requisitos clave para que los milirobots atraviesen los vasos sanguíneos incluyen la necesidad de energía, la capacidad de viajar con el flujo y contra flujo, control y localización precisos, biocompatibilidad y garantizar que no haya daños adicionales en el interior del vaso sanguíneo.

En la configuración de su investigación que comprende una aorta y riñones reales, el equipo utilizó un sistema robótico para controlar de forma inalámbrica los milirobots mediante un campo magnético giratorio. Emplearon una máquina de rayos X para la localización y navegación en tiempo real del milirobot dentro de la aorta. Durante sus experimentos, mantuvieron un flujo arterial de 120 ml por minuto dentro de la aorta, con la hipótesis de que un campo magnético más fuerte podría permitir a los robots contrarrestar flujos sanguíneos aún mayores. Los milirobots demostraron una navegación estable en ambas direcciones del flujo y podían operar simultáneamente con múltiples unidades.

Estos robots se fabrican mediante impresión 3D y presentan un diseño en forma de tornillo con un imán permanente incrustado de un milímetro de largo y un milímetro de diámetro. Este imán permite que el milirobot gire en ambas direcciones, facilitando el movimiento contra la corriente y luego hacia atrás. Su reducido tamaño permite el uso simultáneo de varios robots. El diseño de tornillo es particularmente eficaz para perforar coágulos de sangre. El equipo aspira perfeccionar aún más los milirobots para la eliminación inalámbrica de coágulos. Además de eliminar los coágulos de sangre para restaurar el flujo sanguíneo arterial, esta tecnología tiene potencial para otras intervenciones médicas específicas.

"Estos milirobots tienen un enorme potencial en cirugía vascular", afirmó Michiel Warle, cirujano vascular de Radboudumc. "Actualmente, usamos anticoagulantes y herramientas flexibles, pero un milirobot puede viajar a arterias de difícil acceso mientras que solo necesitan incisiones mínimas para ser insertados".

"Los robots pueden administrar medicamentos en lugares muy específicos del cuerpo donde más se necesitan", añadió el investigador Islam Khalil. "De esa manera tenemos efectos secundarios mínimos en el resto del cuerpo".

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Universidad de Twente  
Radboudumc