Nadar a contracorriente con las ondas sonoras
Se prevé introducir vehículos diminutos en el torrente sanguíneo humano, lo que revolucionará el campo de la medicina
Los investigadores de la ETH se encuentran entre los primeros científicos que han logrado impulsar microvehículos contra un flujo de fluido utilizando ultrasonidos. En el futuro, estos diminutos vehículos se introducirán en el torrente sanguíneo humano, revolucionando así el campo de la medicina.
Un microenjambre autoensamblado (en rojo) es capaz de nadar contra el flujo sanguíneo a lo largo de una pared capilar.
Ahmed et al. Nature Machine Intelligence 2021
En algún momento, los microvehículos lo suficientemente pequeños como para navegar por nuestros vasos sanguíneos permitirán a los médicos tomar biopsias, insertar stents y administrar fármacos con precisión en lugares de difícil acceso, todo ello desde el interior del cuerpo. Científicos de todo el mundo están investigando y desarrollando microvehículos adecuados. En la mayoría de los casos, se impulsan y controlan mediante campos acústicos y magnéticos o utilizando la luz. Sin embargo, hasta ahora, propulsar los microvehículos contra un flujo de fluido había resultado un gran desafío. Esto sería necesario para que las micromáquinas pudieran navegar por los vasos sanguíneos en contra de la dirección del flujo sanguíneo. Los investigadores de la ETH de Zúrich han desarrollado ahora microvehículos que se manipulan mediante un campo externo y pueden nadar en contra de la corriente.
En su experimento de laboratorio, el equipo de investigación dirigido por Daniel Ahmed y Bradley Nelson, profesores del Departamento de Ingeniería Mecánica y de Procesos de la ETH de Zúrich, utilizó perlas magnéticas hechas de óxido de hierro y un polímero con un diámetro de 3 micrómetros. Un campo magnético induce a estas partículas a agruparse en un enjambre con un diámetro de entre 15 y 40 micrómetros. Los científicos estudiaron el comportamiento de este enjambre en un fino tubo de vidrio por el que fluye un líquido. Los tubos de vidrio tenían un diámetro de entre 150 y 300 micrómetros, un tamaño similar al de los vasos sanguíneos de un tumor.
Para impulsar el microenjambre contra la corriente en el tubo, los investigadores de la ETH aplicaron el mismo truco que utilizan los piragüistas en un río: se abrazan a la orilla para remar río arriba, porque la fricción de la orilla hace que la corriente sea más lenta allí que en el centro del río.
Utilizando ultrasonidos a una frecuencia específica, los científicos guiaron primero el grupo de microperlas cerca de la pared del tubo. A continuación, los investigadores cambiaron a un campo magnético giratorio para impulsar el enjambre contra la corriente.
Como siguiente paso, los investigadores pretenden investigar cómo responden los microvehículos en los vasos sanguíneos de los animales. "Como tanto las ondas de ultrasonido como los campos magnéticos penetran en el tejido corporal, nuestro método es ideal para controlar los microvehículos dentro del cuerpo", afirma el profesor Ahmed de la ETH.
La microcirugía, como la desobstrucción de vasos sanguíneos obstruidos, es una de las futuras aplicaciones que los investigadores esperan que tenga este método. Además, los microvehículos podrían utilizarse algún día para suministrar medicamentos contra el cáncer a los tumores a través de los vasos sanguíneos y liberarlos directamente en el tejido tumoral. Por último, otro campo de aplicación es la transferencia de fármacos desde los vasos sanguíneos a los tejidos del cerebro.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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