Los "microrobots" médicos podrían tratar algún día enfermedades de la vejiga y otras dolencias humanas
"Imagínese que los microrobots pudieran realizar ciertas tareas en el cuerpo, como cirugías no invasivas"
Un equipo de ingenieros de la Universidad de Colorado en Boulder ha diseñado una nueva clase de robots diminutos y autopropulsados que pueden desplazarse por el líquido a velocidades increíbles, y que algún día podrían incluso suministrar medicamentos recetados a lugares de difícil acceso dentro del cuerpo humano.
Los "microrobots" médicos podrían algún día administrar medicamentos recetados por todo el cuerpo humano.
Shields Lab
"Imagínese que los microrobots pudieran realizar ciertas tareas en el cuerpo, como cirugías no invasivas", explica Jin Lee, autor principal del estudio e investigador postdoctoral del Departamento de Ingeniería Química y Biológica. "En lugar de cortar al paciente, podemos simplemente introducir los robots en el cuerpo a través de una píldora o una inyección, y ellos mismos realizarían el procedimiento".
Lee y sus colegas aún no han llegado a ese punto, pero la nueva investigación es un gran paso adelante para los robots diminutos.
Los microrobots del grupo son realmente pequeños. Cada uno mide sólo 20 micrómetros de ancho, varias veces menos que la anchura de un cabello humano. También son muy rápidos, capaces de desplazarse a una velocidad de unos 3 milímetros por segundo, es decir, unas 9.000 veces su propia longitud por minuto. Eso es muchas veces más rápido que un guepardo en términos relativos.
Además, tienen un gran potencial. En el nuevo estudio, el grupo desplegó flotas de estas máquinas para transportar dosis de dexametasona, un medicamento esteroide habitual, a las vejigas de ratones de laboratorio. Los resultados sugieren que los microrobots pueden ser una herramienta útil para tratar enfermedades de la vejiga y otras dolencias en las personas.
"Los microrobots han suscitado mucho interés en los círculos científicos, pero lo que los hace interesantes para nosotros es que podemos diseñarlos para que realicen tareas útiles en el cuerpo", afirma C. Wyatt Shields, coautor del nuevo estudio y profesor adjunto de Ingeniería Química y Biológica.
Viaje fantástico
Si esto suena a algo sacado de la ciencia ficción, es porque lo es. En la película clásica Fantastic Voyage, un grupo de aventureros viaja en un submarino encogido al interior del cuerpo de un hombre en coma.
"La película se estrenó en 1966. Hoy vivimos en una era de robots a escala micrométrica y nanométrica", afirma Lee.
Lee imagina que, al igual que en la película, los microrobots podrían recorrer el torrente sanguíneo de una persona en busca de zonas específicas para tratar diversas dolencias.
El equipo fabrica sus microrobots con materiales denominados polímeros biocompatibles mediante una tecnología similar a la impresión 3D. Las máquinas se parecen un poco a pequeños cohetes y vienen con tres aletas diminutas. También incluyen un pequeño extra: Cada uno de los robots lleva una pequeña burbuja de aire atrapado, similar a lo que ocurre cuando se sumerge un vaso boca abajo en agua. Si se exponen las máquinas a un campo acústico, como el que se utiliza en ultrasonidos, las burbujas empezarán a vibrar salvajemente, empujando el agua y disparando los robots hacia delante.
Otros coautores del nuevo estudio de la Universidad de California en Boulder son Nick Bottenus, profesor adjunto de Ingeniería Mecánica; Ankur Gupta, profesor adjunto de Ingeniería Química y Biológica; y los estudiantes de postgrado de Ingeniería Ritu Raj, Cooper Thome, Nicole Day y Payton Martinez.
Para poner a prueba sus microrobots, los investigadores se centraron en un problema común para los humanos: las enfermedades de la vejiga.
Alivio
La cistitis intersticial, también conocida como síndrome de la vejiga dolorosa, afecta a millones de estadounidenses y, como su nombre indica, puede causar fuertes dolores pélvicos. El tratamiento de la enfermedad puede ser igualmente incómodo. A menudo, los pacientes tienen que acudir a una clínica varias veces a lo largo de varias semanas, donde el médico les inyecta una dura solución de dexametasona en la vejiga a través de un catéter.
Lee cree que los microrobots podrían proporcionar cierto alivio.
En experimentos de laboratorio, los investigadores fabricaron bancos de microrobots que encapsulaban altas concentraciones de dexametasona. A continuación, introdujeron miles de esos robots en las vejigas de ratones de laboratorio. El resultado fue un Viaje Fantástico en la vida real: Los microrobots se dispersaron por los órganos antes de adherirse a las paredes de la vejiga, lo que probablemente dificultaría su expulsión.
Una vez allí, las máquinas liberaban lentamente su dexametasona a lo largo de unos dos días. Según Lee, este flujo constante de medicamentos permitiría a los pacientes recibir más fármacos durante más tiempo, lo que mejoraría los resultados.
Añadió que al equipo le queda mucho trabajo por hacer antes de que los microrobots puedan viajar por cuerpos humanos reales. Para empezar, el grupo quiere que las máquinas sean totalmente biodegradables, de modo que acaben disolviéndose en el cuerpo.
"Si logramos que estas partículas funcionen en la vejiga", dijo Lee, "entonces podremos conseguir una liberación más sostenida del fármaco, y quizá los pacientes no tendrían que acudir a la clínica tan a menudo".
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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