Robótica
Pequeños microrobots pueden viajar a través del cuerpo humano dando vueltas
Ingenieros de la Universidad de Purdue han desarrollado un diminuto robot rectangular que es capaz de operar dentro del cuerpo humano. La nueva tecnología, que se demostró en modelos de animales vivos, nos acerca al aprovechamiento del poder de los robots para muchas aplicaciones innovadoras, especialmente en el cuidado de la salud.
El nuevo estudio fue publicado en Nature Machine Intelligence.
El robot, que se movía a través del colon haciendo volteretas hacia atrás, es una herramienta de transporte de drogas. Órganos como el colon se consideran terreno accidentado, lo que explica en parte el aspecto de retroceso de la tecnología. Es la primera demostración de un microrobot de volteo in vivo.
Uno de los principales beneficios de usar un pequeño robot para administrar medicamentos es que puede llegar al sitio objetivo exacto. Al hacer esto, el robot podría pasar por alto otros órganos con los que las drogas podrían interactuar, causando efectos secundarios como pérdida de cabello y sangrado estomacal.
El microrobot está alimentado y controlado de forma inalámbrica por un campo magnético en el exterior.
David Cappelleri es profesor asociado de ingeniería mecánica de Purdue.
“Cuando aplicamos un campo magnético externo giratorio a estos robots, giran como un neumático de automóvil sobre un terreno accidentado”, dijo Cappelleri. “El campo magnético también penetra de manera segura en diferentes tipos de medios, lo cual es importante para usar estos robots en el cuerpo humano”.
El colón fue elegido por su fácil entrada, así como por su difícil entorno.
Luis Solorio es profesor asistente en la Escuela Weldon de Ingeniería Biomédica de Purdue.
“Mover un robot alrededor del colon es como usar el andador de un aeropuerto para llegar más rápido a una terminal. No solo se mueve el piso, sino también las personas que te rodean”, dijo Solorio.
“En el colon, tienes todos estos fluidos y materiales que siguen el camino, pero el robot se mueve en la dirección opuesta. Simplemente no es un viaje fácil”.
El entorno difícil hace que la capacidad del robot para operar dentro de él sea aún más impresionante.
Experimentos
Los experimentos in vivo se llevaron a cabo en el colon de ratones vivos, que se sometieron a anestesia. Primero se colocó un microrobot en una solución salina antes de insertarlo en los ratones, y el equipo de ultrasonido ayudó a observar sus movimientos en tiempo real.
Los investigadores también determinaron que los microrobots podrían operar con éxito en cerdos, debido a las similitudes entre los intestinos del animal y los humanos.
Craig Goergen es profesor asociado Leslie A. Geddes de ingeniería biomédica de Purdue.
El microrobot estaba cubierto con un fármaco simulado fluorescente y pudo transportar con éxito el fármaco a través de la solución mientras daba vueltas.
“Pudimos obtener una liberación agradable y controlada de la carga útil de la droga. Esto significa que potencialmente podríamos dirigir el microrobot a una ubicación en el cuerpo, dejarlo allí y luego permitir que la droga salga lentamente. Y debido a que el microrobot tiene una cubierta de polímero, la droga no se caería antes de llegar a la ubicación objetivo”, dijo Solorio.
El proyecto Los microrobots están hechos de polímero y metal, que no son tóxicos y son biodegradables.
“Desde una perspectiva de diagnóstico, estos microrobots podrían evitar la necesidad de colonoscopias mínimamente invasivas al ayudar a recolectar tejido. O podrían entregar cargas útiles sin tener que hacer el trabajo de preparación que se necesita para las colonoscopias tradicionales”, dijo Goergen.
