Pequenos microrrobôs podem viajar através do corpo humano caindo

Engenheiros da Purdue University desenvolveram um minúsculo robô retangular capaz de operar dentro do corpo humano. A nova tecnologia, que foi demonstrada em modelos animais vivos, nos aproxima de aproveitar o poder dos robôs para muitas aplicações inovadoras, especialmente na área da saúde. 

O novo estudo foi publicado em Inteligência da máquina da natureza. 

O robô, que se moveu através do cólon fazendo backflips, é uma ferramenta de transporte de drogas. Órgãos como o cólon são considerados terrenos acidentados, explicando em parte o aspecto backflip da tecnologia. É a primeira demonstração de um microrrobô in vivo.  

Um dos principais benefícios de usar um pequeno robô para entregar drogas é que ele pode atingir o local exato de destino. Ao fazer isso, o robô poderia contornar outros órgãos com os quais as drogas poderiam interagir, causando efeitos colaterais como perda de cabelo e sangramento no estômago. 

O microrrobô é alimentado e controlado sem fio por um campo magnético externo. 

David Cappelleri é professor associado de engenharia mecânica da Purdue. 

“Quando aplicamos um campo magnético externo rotativo a esses robôs, eles giram como um pneu de carro em terrenos acidentados”, disse Cappelleri. “O campo magnético também penetra com segurança diferentes tipos de meios, o que é importante para o uso desses robôs no corpo humano.”

O cólon foi escolhido devido ao seu ponto de entrada fácil, bem como ao seu ambiente difícil. 

Luis Solorio é professor assistente na Weldon School of Biomedical Engineering de Purdue.

“Movimentar um robô pelo cólon é como usar o andador em um aeroporto para chegar mais rápido a um terminal. Não só o chão está se movendo, mas também as pessoas ao seu redor”, disse Solorio.

“No cólon, você tem todos esses fluidos e materiais que seguem o caminho, mas o robô está se movendo na direção oposta. Não é uma viagem fácil.”

O ambiente difícil torna a capacidade do robô de operar dentro dele ainda mais impressionante

Experimentos

Os experimentos in vivo ocorreram no cólon de camundongos vivos, que foram anestesiados. Um microrobô foi primeiro colocado em uma solução salina antes de ser inserido nos camundongos, e o equipamento de ultrassom ajudou a observar seus movimentos em tempo real. 

Os pesquisadores também determinaram que os microrrobôs poderiam operar com sucesso em porcos, devido às semelhanças entre os intestinos do animal e os humanos. 

Craig Goergen é Leslie A. Geddes Professor Associado de Engenharia Biomédica da Purdue. 

O microrobô estava coberto por uma droga simulada fluorescente e foi capaz de transportar a droga com sucesso por toda a solução enquanto caía. 

“Conseguimos obter uma boa e controlada liberação da carga útil da droga. Isso significa que poderíamos direcionar o microrobô para um local no corpo, deixá-lo lá e permitir que a droga saia lentamente. E como o microrrobô tem um revestimento de polímero, a droga não cairia antes de atingir o local de destino”, disse Solorio.

A os microrrobôs são feitos de polímero e metal, não tóxicos e biodegradáveis. 

“Do ponto de vista do diagnóstico, esses microrrobôs podem evitar a necessidade de colonoscopias minimamente invasivas, ajudando a coletar tecidos. Ou eles podem fornecer cargas úteis sem ter que fazer o trabalho de preparação necessário para colonoscopias tradicionais”, disse Goergen.