Un micro-robot híbrido desarrollado por investigadores de la Universidad de Tel Aviv, en Israel, podrá nadar dentro del cuerpo de los pacientes y llevar drogas «a domicilio» o identificar células enfermas, entre otras muchas aplicaciones.
En un futuro que hasta hace poco parecía de ciencia ficción, este dispositivo, que se mueve por impulsos eléctricos y magnéticos, será capaz de ayudar a promover la investigación en el importante campo del «análisis de células individuales», así como en el diagnóstico médico, el transporte de fármacos y la cirugía.
El desarrollo de la capacidad de los robots microscópicos para moverse de forma autónoma «se inspiró en los micronadadores biológicos, como las bacterias y los espermatozoides», contó el profesor Gilad Yossifon, de la Escuela de Ingeniería Mecánica de la universidad.
Se trata de «un área de investigación innovadora que se está desarrollando rápidamente, con una amplia variedad de usos en campos como la medicina y el medio ambiente, así como una herramienta de investigación», anotó el académico, que encabezó el experimento.
Además de Yossifon, del proyecto participaron la doctora Yue Wu y la estudiante Sivan Yakov, en colaboración con el doctor Afu Fu, del Technion. Los resultados del trabajo fueron publicados en la revista especializada Advanced Science.
Diminutas partículas sintéticas
Los micro-robots, explicaron los científicos, son diminutas partículas sintéticas del tamaño de una célula biológica, que pueden moverse de un lugar a otro y realizar diversas acciones (por ejemplo: recolección de carga sintética o biológica) de forma autónoma o a través de un control externo.
Para comprobar sus capacidades, los investigadores utilizaron el micro-robot para capturar una célula sanguínea, otra cancerosa y una bacteria. También confirmaron que puede distinguir entre células en diferentes niveles, como una sana, otra dañada por un medicamento o una que está muriendo.
Después de identificar la celda deseada, el micro-robot la capturó y la «movió» a un lugar donde pudiera analizarse más a fondo.
Otra innovación importante, destacaron, es la capacidad del micro-robot para identificar células que no están «etiquetadas»: establece el tipo de célula y su estado (como el grado de salud) mediante un mecanismo de detección integrado basado en sus propiedades eléctricas únicas.
«Nuestro desarrollo avanza significativamente la tecnología en dos aspectos principales: propulsión híbrida y navegación por dos mecanismos diferentes: eléctrico y magnético», subrayó el profesor Yossifon.
Además, continuó, el micro-robot «tiene una capacidad mejorada para identificar y capturar una célula única, sin necesidad de etiquetado, para pruebas locales o recuperación y transporte a un instrumento externo».
«Laboratorios en una partícula»
La investigación se llevó a cabo en muestras biológicas en el laboratorio para ensayos in vitro, pero la intención, reconocieron los académicos, es desarrollar en el futuro micro-robots que también funcionen dentro del cuerpo.
Por ejemplo, apuntó Yossifon, pueden servir como «portadores de fármacos efectivos que pueden ser guiados con precisión hasta el objetivo» dentro del cuerpo del paciente.
En particular, los investigadores de la Universidad de Tel Aviv explicaron que el mecanismo de propulsión híbrido del micro-robot es de particular importancia en entornos fisiológicos, como los que se encuentran en las biopsias líquidas.
Los micro-robots que operaron hasta ahora basados en un mecanismo de guía eléctrica que «no es efectivos en ciertos ambientes caracterizados por una conductividad eléctrica relativamente alta, como un ambiente fisiológico», indicaron.
En ese ambiente, el accionamiento eléctrico es menos efectivo. Y «ahí es donde el mecanismo magnético complementario entra en juego, que es muy eficaz independientemente de la conductividad eléctrica del entorno».
Finalmente, el profesor Yossifon enumeró algunas de las capacidades más relevantes de estos micro-robots, comenzando por el diagnóstico médico a nivel de células únicas y la introducción de fármacos o genes en las células.
También se podrá aplicar en la edición genética, la «limpieza» del ambiente de partículas contaminantes, el desarrollo de fármacos y para la creación de «laboratorios en una partícula»: espacios microscópicos para realizar diagnósticos en lugares accesibles solo para micropartículas.
