Robots impulsados por “silicona mágica” realizan cirugía mínimamente invasiva en cavidades estrechas

Navegar por los conductos más pequeños y estrechos del cuerpo ha limitado durante mucho tiempo el alcance de la cirugía mínimamente invasiva. Los instrumentos tradicionales tienen dificultades para acceder a conductos más estrechos que un grano de arroz, lo que limita la calidad de imagen y la precisión terapéutica. Los robots blandos son alternativas prometedoras, pero crear dispositivos estables impulsados por fluidos con solo unos pocos milímetros de diámetro ha sido un desafío de ingeniería importante. Ahora, un nuevo proceso de desarrollo permite la construcción confiable de estos diminutos robots, posibilitando una navegación delicada de las vías respiratorias y futuras aplicaciones de detección y tratamiento dentro del cuerpo.

Investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghái (Shanghái, China) han desarrollado un endoscopio robótico blando, flexible y extremadamente delgado, capaz de avanzar profundamente por las vías respiratorias y girar hacia la izquierda, la derecha y hacia abajo para visualizar o manipular tejido en espacios anatómicos muy estrechos. Para desarrollar este robot blando, los investigadores utilizaron una versión modificada del tradicional “moldeo por burbujas” (bubble casting), que consiste en inyectar una burbuja larga dentro de silicona líquida para formar un canal hueco a medida que el material se endurece.

En el moldeo convencional, la miniaturización suele fallar porque la tensión superficial rompe las frágiles burbujas, lo que provoca el colapso o la irregularidad de las paredes internas. Para solucionar este problema, los investigadores diseñaron una mezcla de silicona altamente estable. Al añadir un espesante y un acelerador, la silicona se comporta como una pasta dental fría: suave y fluida cuando se inyecta, pero capaz de endurecerse casi de inmediato al contacto con el aire. Esto permite que las burbujas atraviesen la mezcla sin dificultad, formando cavidades internas lisas y precisas que definen los diminutos canales funcionales del robot blando.

Los resultados de las primeras demostraciones, publicados en National Science Review, muestran al robot maniobrando a través de vías respiratorias de apenas unos milímetros de ancho para obtener imágenes de alta resolución o eliminar coágulos. La refinada técnica de moldeo por burbujas garantiza que cada segmento en miniatura tenga una estructura y propiedades mecánicas uniformes, esenciales para una actuación precisa.

La siguiente etapa de desarrollo se centrará en integrar sensores capaces de medir temperatura, presión y pH dentro del cuerpo del robot, así como en añadir recubrimientos hidrogel para fármacos que puedan disolverse bajo demanda. Estas mejoras permitirían crear un Robot Blando 2.0: “farmacias internas” inteligentes y no invasivas diseñadas para monitorear tejidos y administrar compuestos terapéuticos exactamente donde se necesitan.

“No solo estamos haciendo que los robots sean más pequeños, sino que también estamos haciendo que la cirugía sea más delicada”, dijo Guoying Gu, autor correspondiente del estudio.