Una nueva investigación ha desarrollado robots blandos que pueden controlarse mediante campos magnéticos.
Se espera que la tecnología pueda ser útil para administrar fármacos a los sistemas nerviosos.
El estudio más reciente muestra cómo los robots pueden subir pendientes, desplazarse contra fluidos y también depositar sustancias en ubicaciones precisas del tejido neural.
Un nuevo estudio investiga unos diminutos robots blandos que giran y pueden controlarse mediante campos magnéticos rotatorios. La tecnología podría ser útil para administrar fármacos al sistema nervioso. En este último estudio, los investigadores pusieron a prueba a los robots y demostraron que pueden escalar pendientes, avanzar a contracorriente frente al flujo de fluidos y depositar sustancias en ubicaciones precisas del tejido neural.
¿Permitiría que un MANiAC diminuto recorriera su sistema nervioso para tratarle con fármacos? Es posible que se incline por decir que no, pero en el futuro, las «nanovarillas magnéticamente alineadas en cápsulas de alginato» (MANiAC, por sus siglas en inglés) podrían formar parte de un avanzado arsenal de tecnologías de administración de fármacos a disposición de los médicos. Un estudio reciente publicado en Frontiers in Robotics and AI es el primero en investigar cómo podrían funcionar estos diminutos robots como vehículos de administración de fármacos en el tejido neural. El estudio concluye que, cuando se controlan mediante un campo magnético, los diminutos robots blandos que giran pueden desplazarse contra el flujo de fluidos, escalar pendientes y moverse por tejidos neurales, como la médula espinal, y depositar sustancias en ubicaciones precisas.
Las enfermedades del sistema nervioso central pueden ser difíciles de tratar. «La administración de fármacos por vía oral o intravenosa, por ejemplo, para atacar cánceres o enfermedades neurológicas, puede afectar a regiones del cuerpo y del sistema nervioso que no guardan relación con la enfermedad», explicó Lamar Mair, de Weinberg Medical Physics, una empresa de dispositivos médicos con sede en Estados Unidos y socio industrial del estudio. «La administración selectiva de fármacos puede mejorar la eficacia y reducir los efectos secundarios gracias a una menor dosificación fuera de objetivo».
Robots diminutos para la administración selectiva de fármacos
Una forma de lograr una dosificación selectiva es utilizar robots diminutos para administrar fármacos en ubicaciones específicas. Aunque esta tecnología todavía se encuentra en sus primeras etapas, los investigadores han desarrollado diversos tipos de microrrobots o milirrobots que podrían alcanzar este objetivo aparentemente inverosímil. Sin embargo, el principal problema radica en controlar su actividad mientras se desplazan por los tejidos del cuerpo, y pocos investigadores han sometido sus robots giratorios a este desafío, observando cómo manejan el desplazamiento a través de tejidos reales.
Los campos magnéticos son una forma especialmente prometedora de controlar elementos dentro del cuerpo, ya que no se ven influidos por los tejidos y tienden a ser muy seguros. Esta es la base de los MANiAC, que son diminutos robots giratorios que contienen nanovarillas magnéticas encerradas en una cubierta esférica blanda. Estas propiedades deberían permitirles desplazarse de forma segura por el cuerpo en respuesta a un campo magnético aplicado externamente, con el objetivo de dirigirlos hacia un lugar de destino para la administración de fármacos.
El equipo de investigación detrás del estudio actual quiso poner a prueba sus robots blandos MANiAC en las condiciones que podrían experimentar en el cuerpo. Entre ellas, la arquitectura ondulada y tortuosa del sistema nervioso, que incluye el flujo del líquido cefalorraquídeo y pendientes pronunciadas.
Los investigadores pusieron a prueba la capacidad de los MANiAC para escalar pendientes de inclinación creciente y desplazarse contra un líquido en movimiento. También obtuvieron cerebros de rata y médulas espinales de ratón para comprobar la capacidad de los robots para desplazarse a lo largo de los tejidos y depositar un colorante en sus superficies, como sustituto de un fármaco.
Buenos escaladores
Bajo estimulación magnética, los MANiAC lograron escalar pendientes de hasta 45 grados y avanzar a contracorriente frente a un flujo de fluido similar al que encontrarían en el sistema nervioso. Los investigadores consiguieron maniobrar los MANiAC cargados con colorante sobre la superficie de tejidos neurales de roedores con un grado de control preciso, y depositaron el colorante con éxito en ubicaciones específicas. Incluso volvieron a dosificar varias ubicaciones para aumentar la cantidad de «fármaco» administrada en esa región.
«La capacidad de volver a dosificar regiones que recibieron una dosis insuficiente en el tratamiento inicial es significativa», afirmó el profesor David Cappelleri, de la Universidad Purdue, otro de los investigadores que participaron en el estudio. «Estos resultados son muy preliminares y altamente experimentales, pero consideramos que hemos demostrado pruebas sólidas de que los microrrobots pequeños, blandos y basados en cápsulas tienen potencial para la administración local controlada en enfermedades neurológicas».
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