Millirobot magnético suave similar a una oruga podría realizar cirugías mínimamente invasivas

El término "robot" trae a la mente maquinaria complicada que trabaja en fábricas o itinerante en otros planetas. Pero los “millirobots” podrían cambiar eso. Son robots tan anchos como un dedo que algún día podrían administrar medicamentos o realizar una cirugía mínimamente invasiva. Ya se están desarrollando algunos milirrobots blandos para una variedad de aplicaciones biomédicas, gracias a su pequeño tamaño y la capacidad de ser alimentados externamente, a menudo por un campo magnético. Sus estructuras únicas les permiten moverse poco a poco o rodar a través de los tejidos irregulares de nuestro tracto gastrointestinal, por ejemplo. Algún día incluso podrían recubrirse con una solución de medicamento y administrar el medicamento exactamente donde se necesita en el cuerpo. Sin embargo, la mayoría de los milirrobots están hechos de materiales no degradables, como la silicona, lo que significa que tendrían que retirarse quirúrgicamente si se usan en aplicaciones clínicas. Además, estos materiales no son tan flexibles y no permiten ajustar mucho las propiedades del robot, lo que limita su adaptabilidad. Ahora, los investigadores han desarrollado un milirrobot magnético suave, biodegradable, inspirado en las capacidades de caminar y agarrarse de los insectos.

Investigadores de la Universidad de Hong Kong (Hong Kong, China) se propusieron crear un milirobot a partir de materiales blandos y biodegradables que puedan agarrarse, rodar y trepar, pero que luego se disuelvan fácilmente una vez terminado su trabajo. Como prueba de concepto, los investigadores crearon un milirobot utilizando una solución de gelatina mezclada con micropartículas de óxido de hierro. Colocar el material sobre un imán permanente provocó que las micropartículas en la solución empujaran el gel hacia afuera, formando "patas" parecidas a las de insectos a lo largo de las líneas del campo magnético. Luego, el hidrogel se colocó en frío para hacerlo más sólido. El paso final fue empapar el material con sulfato de amonio para provocar la reticulación en el hidrogel, haciéndolo aún más fuerte. Cambiar varios factores, como la composición de la solución de sulfato de amonio, el grosor del gel o la fuerza del campo magnético, permitió a los investigadores ajustar las propiedades. Por ejemplo, colocar el hidrogel más lejos del imán resultó en menos patas, pero más largas.

Imagen: El milirobot magnético suave se puede doblar, rodar y agarrarse con sus patas inspiradas en una oruga (Fotografía cortesía de la Sociedad Americana de Química)

Debido a que las micropartículas de óxido de hierro forman cadenas magnéticas dentro del gel, mover un imán cerca del hidrogel hizo que las patas se doblaran y produjeran un movimiento de agarre similar al de una garra. En los experimentos, el material agarró un cilindro impreso en 3D y una banda elástica y llevó cada uno a nuevas ubicaciones. Además, los investigadores probaron la capacidad del milirobot para administrar un fármaco cubriéndolo con una solución de tinte y luego haciéndolo rodar a través de un modelo de estómago. Una vez en su destino, el robot se desplegó y liberó el tinte con el uso estratégico de imanes. Dado que está hecho con gelatina soluble en agua, el milirobot se degrada fácilmente en agua en dos días, dejando solo las diminutas partículas magnéticas. Los investigadores dicen que el nuevo milirrobot podría abrir nuevas posibilidades para la administración de fármacos y otras aplicaciones biomédicas.

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Universidad de Hong Kong