Diseñan un robot anfibio que podría cambiar la administración de fármacos

La investigación para diseñar fármacos y tratar patologías médicas complicadas como las enfermedades cardiovasculares o el cáncer es uno de los campos más prometedores de la medicina, y los milirobots son su arma secreta.

Del tamaño de la punta de un dedo, estos robots pueden arrastrarse, girar y nadar en espacios estrechos, investigar el funcionamiento interno de un organismo o dispensar medicamentos, dos aspectos clave en su función.

Los ingenieros de la Universidad de Stanford desarrollan milirobots de este tipo y Renee Zhao es una de las más conocidas. Actualmente trabaja en varios diseños, como el robot reptante magnético que se abrió paso a través de un estómago y que recientemente fue portada de Science Advances.

Impulsados por campos magnéticos -que permiten moverse continuamente, torsionarse y cambiar de forma- sus robots pueden autoseleccionar diferentes estados de locomoción y superar obstáculos en el cuerpo.

Con solo cambiar la fuerza y la orientación del campo magnético, el equipo de Zhao puede hacer que el robot navegue por el cuerpo o que, de un solo salto, recorra una distancia diez veces superior a su tamaño.

Además, el accionamiento magnético también permite controlarlo de manera no invasiva y tener un tamaño diminuto.

Hoy, en un artículo publicado en Nature Communications, Zhao da cuenta de su última creación, "el más robusto y multifuncional que hemos desarrollado", un milirobot anfibio inalámbrico de origami que gira y que puede desplazarse con rapidez por las superficies resbaladizas e irregulares de un órgano y nadar por los fluidos corporales, impulsándose mientras transporta medicamentos líquidos.

Y a diferencia de las píldoras que se tragan o los líquidos que se inyectan, este robot retiene el medicamento hasta que "llega al objetivo y entonces libera un fármaco de alta concentración. Así es como nuestro robot consigue la administración selectiva de fármacos", explica Zhao.

Lo innovador de este robot anfibio, según Zhao, es que va más allá de los diseños de la mayoría de los robots basados en el origami (con una forma similar a un acordeón), que solo usan su capacidad de plegado y extensión para controlar cómo el robot se transforma y se mueve.

Su robot es mucho más funcional, gracias a una estructura única, y menos invasivo para el procedimiento médico, ya que combina unas características geométricas que reducen la resistencia al agua y le ayudan a nadar mejor.

Con la ayuda del Departamento de Medicina de Stanford, el laboratorio de Zhao está estudiando cómo mejorar los tratamientos y procedimientos actuales mediante la creación de nuevas tecnologías.

El objetivo es que sus robots no solo puedan dispensar medicamentos de forma eficaz, sino que también puedan usarse para transportar instrumentos o cámaras dentro del cuerpo y ayudar a los médicos a examinar a los pacientes.

El equipo también está trabajando en el uso de imágenes de ultrasonido para seguir el camino de los robots, eliminando la necesidad de abrir órganos.

Aunque no veremos milirobots como el de Zhao en entornos sanitarios reales hasta que no estén más desarrollados, su robot anfibio es uno de los más avanzados.

Actualmente se encuentra en las fases de prueba que preceden a cualquier ensayo en animales vivos anteriores a los ensayos clínicos en humanos.

Mientras, el equipo de Zhao sigue combinando diversos materiales y estructuras inteligentes novedosos en diseños únicos que, en última instancia, forman nuevos dispositivos biomédicos.

También tiene previsto seguir reduciendo sus robots para avanzar en la investigación biomédica a microescala.