'Micro-robots blandos' podrían hacer biopsias, administrar drogas

En la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, MD, un equipo que trabaja en una nueva área llamada robótica blanda está desarrollando pequeños dispositivos auto plegables que algún día podrían usarse para realizar biopsias o administrar con precisión fármacos dentro del tejido vivo.
Las microgrippers en forma de estrella algún día podrían ayudar a los cirujanos a realizar biopsias mínimamente invasivas.
Crédito de la imagen: American Chemical Society

La robótica suave es una nueva área de investigación que está atrayendo el interés de muchos campos. Utiliza estructuras blandas y deformables para permitir que los sistemas robóticos funcionen en entornos inciertos y dinámicos; por ejemplo, para captar y manipular objetos desconocidos, moverse en terrenos abruptos y, como en el caso de este nuevo estudio, ocuparse de las células vivas dentro de los cuerpos humanos.

Otra área interesante que aplica materiales blandos a los sistemas robóticos es la investigación más visionaria, como robots autoreparadores, crecientes y autorreplicantes.

Sin embargo, en lo que respecta a las aplicaciones médicas, la robótica blanda es aún muy nueva, por lo que gran parte de la investigación actual se ocupa de probar nuevos materiales y buscar aplicaciones potenciales en lugar de producir dispositivos que estén listos para ensayos clínicos.

El equipo detrás del nuevo estudio realizó y probó un nuevo material al usarlo para hacer "microgrips plegables" que creen que algún día podrían permitir a los cirujanos realizar biopsias mínimamente invasivas o administrar medicamentos a lugares precisos dentro del cuerpo a través de control remoto.

Los investigadores informan su trabajo en la revista Materiales e interfaces aplicados de ACS.

Microgrippers que pueden envolverse y eliminar las células del tejido

Las microgrippers auto-plegables, que parecen estrellas de mar con seis brazos que pueden plegarse en sí mismas, están hechas de un hidrogel que se hincha y se contrae en respuesta a los cambios de temperatura, acidez y luz.

Al principio, los investigadores, dirigidos por el Prof. David Gracias del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de Johns Hopkins, descubrieron que aunque el hidrogel se deformaba bien, no era lo suficientemente rígido como para agarrar y sostener nada.

Pero después de ejecutar varios experimentos y modelos de computadora, el equipo descubrió que si combinaban el hidrogel suave e hinchable con un polímero rígido y biodegradable que no se hinchaba, podían hacer una microgrippeadora autoadherente que pudiera envolverse alrededor de las células y eliminarlas del entorno tejido.

En un paso más, el equipo incrustó nanopartículas de hierro en la estructura de hidrogel rígida, por lo que podría controlarse de forma remota y moverse con una sonda magnética no conectada.

La ventaja de tal dispositivo es que no requiere cables para alimentarlo y hacer que se mueva, por lo que puede mantenerse pequeño y ágil.

El siguiente video muestra cómo funcionan las microgrippers:

El nuevo material podría dar a los cirujanos la capacidad de controlar de forma remota las biopsias

Los investigadores dicen que su nuevo material podría ser utilizado en microensamblaje o microingeniería de partes blandas o biológicas, o para dar a los cirujanos la capacidad de dirigir de forma remota dónde se toman las biopsias.

El Prof. Gracias dice que los microgrippers muestran lo que se puede hacer con estos nuevos materiales, y su trabajo abre el camino a una gama de herramientas quirúrgicas biodegradables y miniaturizadas que se pueden disolver de manera segura en el cuerpo.

Los fondos para el estudio provinieron de la National Science Foundation y los National Institutes of Health.

El estudio es un buen ejemplo de nuevos métodos robóticos que ayudan a que las intervenciones quirúrgicas sean lo menos invasivas posible. Mientras menos se altere el tejido circundante al muestrear y extirpar tumores, menor será el riesgo de complicaciones y más rápido se recuperará el paciente.

Otro ejemplo notable de esto es un estudio que Noticias médicas hoy informaron en diciembre de 2014, donde los investigadores han sido pioneros en un procedimiento mínimamente invasivo, asistido por robot, para tratar tumores en el interior del cuello o la cabeza que anteriormente no funcionaban.

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