¿Dejaríamos que un pequeño robot MANiAC viajara por nuestro sistema nervioso para tratarnos con medicamentos? Es posible que nos sentamos inclinados a negarnos, pero en el futuro, las «nanovarillas alineadas magnéticamente en cápsulas de alginato» (MANiAC) pueden ser parte de un arsenal avanzado de tecnologías de administración de medicamentos a disposición de los médicos. Un estudio reciente en Frontiers in Robotics and AI es el primero en investigar cómo estos pequeños robots podrían funcionar como vehículos de administración de medicamentos en el tejido neural.
Según el estudio, cuando se controlan mediante un campo magnético, los pequeños robots blandos que giran pueden moverse contra el flujo de fluidos, escalar pendientes y moverse por los tejidos neurales, como la médula espinal, y depositar sustancias en lugares muy precisos.
Las enfermedades del sistema nervioso central pueden ser difíciles de tratar. «La administración de medicamentos por vía oral o intravenosa, por ejemplo, para atacar cánceres o enfermedades neurológicas, puede afectar regiones del cuerpo y del sistema nervioso que no están relacionadas con la enfermedad«, explica el bioingeniero Lamar Mair de Weinberg Medical Physics, una empresa de dispositivos médicos con sede en EE.UU. y socio industrial en el estudio. «La administración de fármacos dirigida puede mejorar la eficacia y reducir los efectos secundarios debido a una menor dosificación fuera del objetivo«.
Buenos resultados preliminares y experimentales en la entrega de medicamentos dirigida con pequeños robots giratorios
Una forma de lograr la dosificación dirigida es utilizar pequeños robots para administrar medicamentos en lugares específicos. Si bien esta tecnología aún está en su infancia, los investigadores han desarrollado varios tipos de micro o milirobots que podrían cumplir con este objetivo aparentemente inverosímil. Sin embargo, el principal problema radica en controlar su actividad a medida que viajan a través de los tejidos del cuerpo, y pocos investigadores han enfrentado el desafío de sus robots giratorios al ver cómo manejan el movimiento a través de tejidos reales.
Los campos magnéticos son una forma particularmente prometedora de controlar las cosas dentro del cuerpo, ya que no están influenciados por los tejidos y tienden a ser muy seguros. Este es el poder detrás de los MANiAC, que son pequeños robots giratorios que contienen nanobarras magnéticas encerradas en una capa esférica blanda. Estas propiedades deberían permitirles girar de manera segura a través del cuerpo en respuesta a un campo magnético aplicado externamente, con el objetivo de atraerlos a un sitio objetivo para la administración del fármaco.
El equipo de investigación detrás del estudio actual quería probar sus robots blandos MANiAC en las condiciones que pueden experimentar en el cuerpo. Estos incluyen la arquitectura ondulada y tortuosa del sistema nervioso, que incluye fluido cefalorraquídeo y pendientes pronunciadas.
Los investigadores probaron la capacidad de los MANiAC para subir pendientes cada vez más empinadas y moverse contra el flujo de líquido. También obtuvieron cerebros de ratas y médula espinal de ratones para probar la capacidad de los robots para moverse a lo largo de los tejidos y depositar un tinte en sus superficies, como sustituto de un medicamento.
Los MANiAC son buenos escaladores
Bajo estimulación magnética, los MANiAC escalaron con éxito pendientes tan empinadas como 45 grados y se movieron corriente arriba contra un flujo de fluido similar al que encontrarían en el sistema nervioso. Los investigadores pudieron maniobrar MANiACs cargados de tinte en la superficie de los tejidos neurales de los roedores con un buen grado de control, y depositaron con éxito el tinte en lugares específicos. Incluso volvieron a dosificar varios lugares para aumentar la cantidad de «fármaco» dosificado en esa región.
«La capacidad de regresar y volver a dosificar las regiones que recibieron una dosis insuficiente en el tratamiento inicial es significativa«, asegura el profesor David Cappelleri de la Universidad de Purdue, otro investigador involucrado en el estudio. «Estos resultados son muy preliminares y altamente experimentales, pero creemos que hemos demostrado una fuerte evidencia de que los microrobots pequeños, blandos y basados en cápsulas tienen potencial para la administración local controlada en enfermedades neurales«.
Fuente: Frontiers in Robotics and AI.
