Durante los últimos años, científicos de todo el mundo han estado estudiando formas de usar robots en miniatura para tratar mejor una variedad de enfermedades. Los robots están diseñados para ingresar al cuerpo humano, donde pueden administrar medicamentos en lugares específicos o realizar operaciones precisascomo limpiar las arterias obstruidas. Al reemplazar la cirugía invasiva, a menudo complicada, podrían optimizar la medicina.
El científico de EPFL Selman Sakar se asoció con Hen-Wei Huang y Bradley Nelson en ETHZ para desarrollar un método simple y versátil para construir estos robots bioinspirados y equiparlos con características avanzadas. También crearon una plataforma para probar varios diseños de robots yestudiando diferentes modos de locomoción. Su trabajo, publicado en Comunicaciones de la naturaleza , produjo microrobots complejos y reconfigurables que se pueden fabricar con alto rendimiento. Construyeron una plataforma de manipulación integrada que puede controlar de forma remota la movilidad de los robots con campos electromagnéticos y hacer que cambien de forma mediante el calor.
Un robot que se ve y se mueve como una bacteria
A diferencia de los robots convencionales, estos microrobots son blandos, flexibles y sin motor. Están hechos de un hidrogel biocompatible y nanopartículas magnéticas. Estas nanopartículas tienen dos funciones. Dan forma a los microrobots durante el proceso de fabricación y los hacen moverse.y nadar cuando se aplica un campo electromagnético.
La construcción de uno de estos microrobots implica varios pasos. Primero, las nanopartículas se colocan dentro de capas de un hidrogel biocompatible. Luego se aplica un campo electromagnético para orientar las nanopartículas en diferentes partes del robot, seguido de un paso de polimerización para "solidificar".Después de esto, el robot se coloca en agua donde se pliega de formas específicas dependiendo de la orientación de las nanopartículas dentro del gel, para formar la arquitectura 3D global final del microrobot.
Una vez que se logra la forma final, se utiliza un campo electromagnético para hacer que el robot nade. Luego, cuando se calienta, el robot cambia de forma y se "despliega". Este enfoque de fabricación permitió a los investigadores construir microrobots que imitan la bacteria que causatripanosomiasis, también conocida como enfermedad del sueño. Esta bacteria en particular usa un flagelo para la propulsión, pero lo esconde una vez dentro del torrente sanguíneo de una persona como mecanismo de supervivencia.
Los investigadores probaron diferentes diseños de microrobot para encontrar uno que imita este comportamiento. El robot prototipo presentado en este trabajo tiene un flagelo parecido a una bacteria que le permite nadar. Cuando se calienta con un láser, el flagelo envuelve el cuerpo del roboty está "oculto".
Una mejor comprensión de cómo se comportan las bacterias
"Demostramos que tanto el cuerpo de una bacteria como su flagelo juegan un papel importante en su movimiento", dijo Sakar. "Nuestro nuevo método de producción nos permite probar una variedad de formas y combinaciones para obtener la mejor capacidad de movimiento para una tarea determinada.Nuestra investigación también proporciona información valiosa sobre cómo las bacterias se mueven dentro del cuerpo humano y se adaptan a los cambios en su microambiente ".
Por ahora, los microrobots aún están en desarrollo. "Todavía hay muchos factores que debemos tener en cuenta", dice Sakar. "Por ejemplo, tenemos que asegurarnos de que los microrobots no causen ningún efecto secundario enpacientes. "
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Materiales proporcionado por Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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