Microrobots médicos autopropulsados podrían realizar cirugías no invasivas

La cistitis intersticial, o síndrome de la vejiga dolorosa, afecta a millones de personas y provoca dolor pélvico intenso. El proceso de tratamiento de la enfermedad puede ser igualmente angustiante, y a menudo requiere múltiples visitas a la clínica durante varias semanas, en las que se introduce una potente solución de dexametasona, un medicamento esteroide ampliamente utilizado, en la vejiga a través de un catéter. Ahora, los microrobots pueden proporcionar algo de alivio, según una nueva investigación que marca un gran paso adelante para los robots diminutos. Además, estos microrobots pueden ser capaces de realizar tareas específicas dentro del cuerpo, como cirugías no invasivas.

Un equipo de ingenieros de la Universidad de Colorado Boulder (Boulder, CO, EUA) ha diseñado una nueva clase de pequeños robots autónomos capaces de moverse increíblemente rápido a través de líquidos. Esta innovación podría allanar el camino para transportar, en el futuro, medicamentos recetados a regiones de difícil acceso dentro del cuerpo humano. El tamaño de estos microrobots es notablemente pequeño, cada uno de solo 20 micrómetros de ancho, que es varias veces más pequeño que el diámetro de un cabello humano. Además, poseen una velocidad asombrosa, alcanzando unos 3 milímetros por segundo o aproximadamente 9.000 veces su longitud por minuto, superando a un guepardo en términos relativos.

Imagen: Microrobot visto bajo un microscopio electrónico de barrido (Fotografía cortesía del Shields Lab)

Estos microrobots están construidos con materiales conocidos como polímeros biocompatibles utilizando una técnica similar a la impresión 3D. Parecidos a pequeños cohetes con tres aletas en miniatura, cada uno alberga una pequeña burbuja de aire, similar a un vaso invertido sumergido en agua. Cuando estos robots se someten a un campo acústico, como el que se usa en el ultrasonido, las burbujas de aire atrapadas comienzan a vibrar vigorosamente, expulsando el agua e impulsando a los robots hacia adelante.

Para probar su invento, los investigadores se centraron en la enfermedad de la vejiga. En experimentos de laboratorio, crearon enjambres de microrobots que encapsulaban altas dosis de dexametasona. Luego inyectaron miles de estos robots en las vejigas de ratones de laboratorio. Los microrobots se extendieron por los órganos y se adhirieron a las paredes de la vejiga, lo que dificultaba su excreción al orinar. Una vez en posición, liberaron gradualmente la dexametasona durante aproximadamente dos días. Esta administración sostenida de medicamentos podría permitir que los pacientes reciban una dosis mayor durante un período prolongado, lo que mejoraría los resultados del tratamiento. Los investigadores aún tienen mucho terreno por recorrer antes de que estos microrobots puedan viajar a través de cuerpos humanos reales. Para empezar, los investigadores tienen como objetivo hacer que estos robots sean completamente biodegradables, para que eventualmente se desintegren dentro del cuerpo.

“Imagínese si unos microrobots pudieran realizar ciertas tareas en el cuerpo, como cirugías no invasivas”, dijo Jin Lee, autor principal del estudio e investigador postdoctoral en el Departamento de Ingeniería Química y Biológica. “En lugar de cortar al paciente, podemos simplemente introducir los robots en el cuerpo a través de una pastilla o una inyección, y ellos mismos realizarían el procedimiento”.

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Universidad de Colorado Boulder