Crean microrobots que se desplazan por la sangre para suministrar medicamentos y tratar enfermedades

La posibilidad de que microrobots naveguen por el torrente sanguíneo para liberar medicamentos en puntos precisos del cuerpo puede ser una de las innovaciones más prometedoras en la medicina de precisión.

Un equipo de la ETH de Zúrich ha desarrollado un dispositivo de estas características, que ya ha demostrado su eficacia tanto en modelos vasculares artificiales como en animales de gran tamaño, y que podría revolucionar el abordaje de enfermedades como el ictus, infecciones localizadas y ciertos tipos de tumores.

Cómo está diseñado el microrobot que se desplaza por la sangre

El diseño de este microrobot esférico, elaborado a partir de un gel soluble, integra nanopartículas de óxido de hierro que le confieren la capacidad de responder a campos magnéticos externos.

Este avance ha requerido años de investigación para resolver el desafío de combinar un tamaño lo suficientemente reducido, para circular por vasos sanguíneos estrechos con una magnetización adecuada para su control.

El equipo de la ETH de Zúrich ha logrado equilibrar estos factores, permitiendo que el dispositivo se desplace de manera precisa y estable incluso en arterias cerebrales.

Además, para posibilitar el seguimiento clínico en tiempo real, los investigadores han incorporado nanopartículas de tántalo al microrobot, lo que permite visualizarlo mediante rayos X durante su recorrido por el organismo. Esta característica es esencial para monitorizar su avance y garantizar que la cápsula mantenga la estabilidad en conductos muy angostos.

Qué resultados salieron de las primeras pruebas hechas en animales

Las primeras pruebas se llevaron a cabo en réplicas de silicona que reproducen la anatomía vascular humana. En estos ensayos, el microrobot logró desplazarse sin desviaciones y liberar el medicamento exactamente en el punto deseado.

Posteriormente, los experimentos en animales de gran tamaño confirmaron su funcionamiento en condiciones reales, alcanzando una tasa de éxito superior al 95%, según los datos presentados por el equipo de la ETH de Zúrich.

El control del dispositivo se basa en una combinación de tres estrategias complementarias, que permiten adaptar su movimiento a las variaciones del flujo sanguíneo.

El microrobot puede avanzar rodando por la pared del vaso, dirigirse hacia zonas donde el campo magnético es más intenso o aprovechar la corriente en bifurcaciones complejas, lo que asegura su llegada al destino previsto.

Cómo el microrobot trata coágulos en la sangre

Una vez que el microrobot alcanza el coágulo, la aplicación de un campo magnético de alta frecuencia calienta las nanopartículas internas y disuelve la cubierta de gel, liberando así un fármaco trombolítico que actúa directamente sobre el trombo.

Esta administración localizada evita la dispersión del medicamento por todo el organismo y reduce los efectos secundarios asociados a las terapias convencionales contra el ictus.

El profesor Bradley Nelson, responsable del laboratorio de robótica de la ETH de Zúrich, subrayó a la propia institución: “Los campos y gradientes magnéticos son ideales para ejecutar procedimientos mínimamente invasivos porque penetran profundamente en el cuerpo y, al menos en las intensidades y frecuencias que utilizamos, no tienen efectos perjudiciales”.

Asimismo, el grupo de investigación prevé que esta tecnología pueda aplicarse en el futuro al tratamiento de infecciones localizadas y tumores que requieran terapias dirigidas.

Para qué otro tipo de afecciones se podrían tratar con esta tecnología

El potencial de estos microrobots no se limita a la trombosis. Los dispositivos pueden cargarse con distintos medicamentos, como antibióticos o agentes antitumorales, y liberarlos de manera controlada mediante el mismo mecanismo de calentamiento magnético y disolución de la cubierta de gel.

El grupo de la ETH de Zúrich mantiene como objetivo prioritario que la tecnología esté disponible para su uso en quirófanos lo antes posible, y ya se prepara para iniciar ensayos clínicos en humanos.

Fabian Landers, autor principal del artículo, expresó: “Los médicos ya están haciendo un trabajo increíble en los hospitales. Lo que nos motiva es saber que contamos con una tecnología que nos permite ayudar a los pacientes con mayor rapidez y eficacia, y darles nuevas esperanzas mediante terapias innovadoras”.