Pequeños microrobots pueden viajar a través del cuerpo humano mediante saltos

Los ingenieros de la Universidad de Purdue han desarrollado un pequeño robot rectangular que puede operar dentro del cuerpo humano. La nueva tecnología, que se demostró en modelos de animales vivos, nos acerca a aprovechar el poder de los robots para muchas aplicaciones innovadoras, especialmente en la atención médica.

El nuevo estudio se publicó en Nature Machine Intelligence.

El robot, que se movió a través del colon haciendo saltos hacia atrás, es una herramienta de transporte de medicamentos. Órganos como el colon se consideran un terreno difícil, lo que explica en parte el aspecto de salto de la tecnología. Es la primera demostración de un microrobot que salta en vivo.

Uno de los principales beneficios de utilizar un robot pequeño para entregar medicamentos es que puede golpear el sitio objetivo exacto. Al hacerlo, el robot podría evitar otros órganos con los que los medicamentos podrían interactuar, causando efectos secundarios como la pérdida de cabello y el sangrado estomacal.

El microrobot está alimentado y controlado de forma inalámbrica por un campo magnético en el exterior.

David Cappelleri es un profesor asociado de ingeniería mecánica de Purdue.

“Cuando aplicamos un campo magnético externo rotativo a estos robots, rotan como si un neumático de coche pasara sobre un terreno difícil”, dijo Cappelleri. “El campo magnético también penetra de manera segura diferentes tipos de medios, lo que es importante para utilizar estos robots en el cuerpo humano”.

El colon se eligió debido a su punto de entrada fácil, así como a su entorno difícil.

Luis Solorio es un profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Biomédica Weldon de Purdue.

“Mover un robot alrededor del colon es como usar el pasillo para personas en un aeropuerto para llegar a una terminal más rápido. No solo se mueve el suelo, 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. No es un viaje fácil”.

El entorno difícil hace que la capacidad del robot para operar dentro de él sea aún más impresionante.

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Experimentos

Los experimentos in vivo se llevaron a cabo en los colones de ratones vivos, que se sometieron a anestesia. Un microrobot se introdujo primero en una solución salina antes de ser insertado 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 el profesor asociado Leslie A. Geddes de Ingeniería Biomédica de Purdue.

El microrobot se cubrió con un fármaco fluorescente simulado y pudo transportar con éxito el fármaco a través de la solución mientras saltaba.

“Pudimos obtener una liberación controlada del fármaco. Esto significa que podríamos potencialmente dirigir el microrobot a un lugar en el cuerpo, dejarlo allí y luego permitir que el fármaco salga lentamente. Y como el microrobot tiene un recubrimiento de polímero, el fármaco no se caería antes de llegar a un lugar objetivo”, dijo Solorio.

Los microrobots están hechos de polímero y metal, que son no tóxicos y biodegradables.

“Desde una perspectiva diagnóstica, estos microrobots podrían prevenir la necesidad de colonoscopias minimamente invasivas al ayudar a recoger tejido. O podrían entregar cargas sin tener que hacer el trabajo de preparación necesario para las colonoscopias tradicionales”, dijo Goergen.