Un robot que trepa por el intestino sin perder el control podría administrar medicamentos


rap«>Un robot que usa sus pies puntiagudos para aferrarse al revestimiento intestinal cubierto de mucosidad podría escalar algún día a través del cuerpo humano para instalar dispositivos de monitoreo o administrar terapias.

Tecnología


27 de mayo de 2022


Pequeños robots con cuerpos blandos y flexibles y pies puntiagudos pueden trepar por las paredes internas húmedas y resbaladizas de los pulmones y los intestinos, donde algún día podrían llevar medicamentos y sensores médicos a lugares de difícil acceso.

El nuevo “millirobot”, que mide unos pocos milímetros de largo, tiene pies que se adhieren a superficies de tela sin perder agarre. El robot puede resistir ser desalojado por movimientos repentinos e incluso puede adherirse a una superficie cuando los líquidos la cubren, asemejándose al movimiento de los fluidos asociados con la respiración y la digestión.

Capaz de escalar directamente, e incluso boca abajo, dentro del cuerpo humano, el dispositivo inalámbrico representa «un hito en la robótica blanda», dice Metin Sitti, del Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes en Alemania.

El milirobot anterior de Sitti podía caminar, rodar, nadar, saltar y arrastrarse a lo largo del tejido biológico, dice. Pero no pudo escalar las complejas superficies tridimensionales del cuerpo, que son esenciales para llegar a áreas difíciles de alcanzar del corazón, los pulmones y el sistema digestivo.

El coautor Xiaoguang Dong de la Universidad de Vanderbilt en Tennessee dice que su equipo primero intentó agregar almohadillas que abrazan los tejidos, inspirados en cómo se adhieren ciertos parásitos intestinales. Pero les costó replicar las altas fuerzas requeridas, y lograr que el robot soltara su agarre también fue complicado, dice.

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Este pequeño robot podría escalar superficies viscosas dentro del cuerpo humano

Yingdan Wu y Xiaoguang Dong

En cambio, el equipo equipó al robot con dos almohadillas con púas, que recuerdan a las espinosas rebabas de las plantas que se pegan a la ropa en un paseo por el campo, dice Sitti. Una vez que un pie está abajo, el robot quita el otro pie de la superficie y voltea su cuerpo para dar un «paso», un mecanismo que llaman pelar y cargar.

Cuando están recubiertas con una fina capa de quitosano (una sustancia que se encuentra en los caparazones de los camarones), las «micropuntas» de la pata crean la fricción y el agarre suficientes para que las patas se adhieran a la capa de mucosidad dentro de los pulmones y el tracto digestivo de los cerdos. incluyendo los bronquios. tubos, esófago, estómago e intestinos – luego aléjese para dar otro paso.

En una serie de pruebas de laboratorio, los investigadores descubrieron que el robot seguía trepando y aferrándose a tejidos biológicos «muy resbaladizos» y, a menudo, arrugados, incluso cuando los tejidos se agitaban o enjuagaban con agua. «Estaba muy emocionada y sorprendida», dijo Sitti sobre los resultados.

Los investigadores controlaron el movimiento del robot dentro de los órganos utilizando una máquina cercana que manipula los campos magnéticos. Debido a que el cuerpo del robot está hecho de un metal magnético elástico, se dobla y gira en respuesta a los comandos de la máquina, explica Dong.

El milirobot es ultra delgado, con un cuerpo de 3,7 mm de largo y 1,5 mm de ancho. Puede transportar una «carga» tres veces su propio volumen y hasta 20 veces su propio peso, dice el coautor Yingdan Wu, también del Instituto Max Planck. Esto significa que podría transportar drogas, sensores electrónicos inalámbricos o posiblemente incluso microagujas y equipos de biopsia. También puede liberar partículas microscópicas de drogas a través de sus micropuntas.

Debido a que las micropuntas se adhieren solo a la capa de moco, no causan ningún daño al tejido en sí, dice Wu.

Referencia de la revista: Los científicos progresanDOI: 10.1126/sciadv.abn3431

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