Un equipo de investigadores de Singapur ha desarrollado un robot magnético del tamaño de una semilla que puede alternar entre cinco herramientas quirúrgicas diferentes. Vídeo: Universidad Tecnológica de Nanyang
Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU) de Singapur han desarrollado un robot quirúrgico del tamaño de una semilla capaz de cambiar entre cinco funciones en menos de un segundo, con el objetivo de ampliar las opciones de cirugía mínimamente invasiva. Este avance integra múltiples funciones en un dispositivo pequeño, un área que antes estaba limitada por problemas de control y maniobrabilidad.
El robot del equipo de NTU mide 4,4 milímetros de largo y utiliza campos magnéticos débiles para funcionar de forma inalámbrica. A pesar de su gran tamaño, puede moverse sobre superficies blandas, cortar tejido biológico, liberar fármacos, retener y almacenar muestras y generar calor localizado.
A diferencia de otros pequeños robots magnéticos que normalmente realizan una o dos tareas, el dispositivo NTU puede cambiar rápidamente entre cinco funciones. «Nuestro último invento ahora puede realizar cinco tareas diferentes, y nuestro objetivo a largo plazo es permitir que los médicos utilicen estos microrobots para administrar tratamientos específicos dentro del cuerpo», explicó en un comunicado de la universidad el profesor asociado Lin Guozhan, quien dirigió el estudio publicado en Advanced Materials.
El dispositivo puede cortar tejido, liberar medicamentos y almacenar muestras durante procedimientos médicos. (Captura/Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur)
La estructura del robot está compuesta de materiales blandos a base de silicona como PDMS y Ecoflex, con diminutas partículas magnéticas que responden a campos magnéticos externos. En el corazón del sistema se encuentra un módulo magnético capaz de magnetizar, desmagnetizar y remagnetizar en diferentes direcciones: cada dirección activa una función y permite desplegar las herramientas necesarias en cada momento.
El equipo diseñó cada área del robot para responder a señales magnéticas por separado para evitar que el dispositivo se comporte como un solo imán, una limitación común en sistemas similares. El diseño también incorpora un sexto grado de libertad, que gira alrededor de su eje longitudinal, para brindar control al atravesar espacios estrechos o irregulares dentro del cuerpo humano.
Para evaluar el rendimiento del robot, los investigadores realizaron pruebas con hígado de pollo y materiales a base de gelatina que imitan el tejido biológico blando. El dispositivo corta tejido, libera partículas que imitan el fármaco, recolecta y almacena muestras y utiliza inducción magnética para generar calor localizado. Esta capacidad podría aplicarse a la tecnología de hipertermia magnética para tratar el cáncer.
El control magnético le permite cambiar de función en menos de un segundo. (Captura/Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur)
El equipo también probó la biocompatibilidad del material exponiendo el robot a células de la piel humana. Más del 99% de las células sobrevivieron a la exposición, un indicador de baja toxicidad en condiciones de laboratorio.
Los investigadores están trabajando para integrar el robot con sistemas de imágenes médicas, sensores y modelos de órganos artificiales, y están trabajando con cirujanos para evaluar cómo incorporarlo a los flujos de trabajo clínicos.
«Para acercar estos robots a aplicaciones prácticas, necesitamos comprender no sólo cómo funcionan en el laboratorio, sino también cómo son guiados, monitoreados y controlados en entornos médicos reales», dijo Lin en un comunicado de la universidad.
Las pruebas de laboratorio demostraron su eficacia en modelos biológicos de tejido y gelatina. (Captura/Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur)
El desarrollo de este robot versátil abre la posibilidad de intervenciones mínimamente invasivas, mayor precisión en cirugías complejas y medicina personalizada inmediata.
