Tendencias21

Micro robots bio-inspirados realizan operaciones médicas por control remoto

Científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne han desarrollado un nuevo método para construir microrobots que se introducen en el cuerpo del ser humano para entregar medicación y realizar ciertas operaciones médicas como por ejemplo limpiar arterias obstruidas.

Micro robots bio-inspirados realizan operaciones médicas por control remoto

Durante los últimos años, científicos de todo el mundo han estudiado distintas maneras de usar robots en miniatura para tratar de la mejor manera posible distintas enfermedades. Los robots son diseñados para entrar en el cuerpo, donde pueden entregar medicación en puntos específicos o realizar pequeñas operaciones como limpiar arterias obstruidas. Reemplazarían cirugías invasivas, a veces complicadas, por lo que se optimizaría la medicina. 

El científico Selman Sakar, de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne (EPFL) junto con Hen-Wei Huang y Bradley Nelson de la Escuela Politécnica Federal de Zurich (ETHZ) han desarrollado, según indica un comunicado de la EPFL, un método simple y versátil para construir robots bio-inspirados y equiparlos con las características más avanzadas. También han creado una plataforma para testar varios diseños de robots y estudiar distintos modos de locomoción. Su trabajo, publicado en Nature Communications, indica cómo fabricar complejos micro robots reconfigurables y complejos. Han construido una plataforma integrada de manipulación que funciona por control remoto y que permite controlar el movimiento de los robots con ayuda de los campos electromagnéticos y hacer que cambien de forma cuando se eleva su temperatura. 

Un robot que se parece y se mueve como una bacteria

Al contrario de los robots convencionales, estos micro robots son suaves, flexibles y no usan motor. Están hechos de hidrogel biocompatible y nanopartículas magnéticas. Estas nanopartículas tienen dos funciones: dan forma al micro robot durante el proceso de fabricación y hacen que se mueva y nade cuando se activa el campo electromagnético. 

Estos microrobots se fabrican en varios pasos. Primero, las nanopartículas se introducen en capas de hidrogel biocompatible. Después se aplica un campo electromagnético para orientar las nanopartículas en diferentes partes del robot, seguido de un procedimiento de polimerización para «solidificar» el hidrogel. Después de esto, el robot es introducido en agua, donde se dobla de distintas formas, dependiendo de la orientación de las nanopartículas dentro del gel, para formar la arquitectura final en 3D del microrobot. 

Una vez que tenemos la forma del microrobot, se utiliza un campo electromagnético para hacer que el robot nade. Después, cuando se ha calentado, el robot cambia de forma y se despliega. Este método de fabricación permite a los investigadores fabricar microrobots que imitan a las bacterias que causan la Tripanosomiasis africana, también conocida como la enfermedad del sueño. Esta bacteria en particular utiliza un flagelo para propulsarse, pero lo oculta una vez que está en la sangre, como mecanismo de superviviencia. 

Los investigadores han probado distintos diseños de micro robots hasta dar con uno que imitaba este comportamiento. El prototipo de robot presentado en este trabajo tiene un flagelo igual que el de una bacteria que le permite nadar. Cuando es calentado con un láser, el flagelo se envuelve alrededor del cuerpo del robot y «se esconde». 

«Mostramos como, tanto el cuerpo de una bacteria como su flagelo, juegan un papel importante su propio movimiento», indica Selman Sakar.

«Nuestro nuevo método de producción nos deja probar una gran variedad de formas y combinaciones para obtener la mayor capacidad de movimiento para una tarea en concreto.

Nuestra investigación también permite tener una percepción de cómo una bacteria se mueve dentro del cuerpo del ser humano y se adapta a los cambios en su micro-entorno».

De momento, los micro robots siguen en desarrollo. «Siguen habiendo muchos factores que debemos tener en cuenta», comenta Sakar.

«Por ahora tenemos que estar seguros de que los micro robots no causarán efectos secundarios en los pacientes». 

Referencia

Soft micromachines with programmable motility and morphology, Hen-Wei Huang, Mahmut Selman Sakar,  Andrew J. Petruska,  Salvador Pané, Bradley J. Nelson. Nature Communications, 22 July 2016, Article number: 12263/ doi:10.1038/ncomms12263
 

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Una pequeña luna de Saturno parecida a la “Estrella de la Muerte” de Star Wars contiene un océano oculto 8 febrero, 2024
    Por debajo de la superficie repleta de cráteres de Mimas, una de las lunas más pequeñas de Saturno, se esconde un océano global de agua líquida de reciente formación. El satélite posee tan sólo unos 400 kilómetros de diámetro y presenta un notable parecido con la “Estrella de la Muerte”, una estación espacial imperial que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Logran controlar un objeto virtual con la mente durante un sueño lúcido 8 febrero, 2024
    Un grupo de participantes en un nuevo estudio científico logró manejar un vehículo virtual a través de un avatar únicamente con su mente, mientras sus cerebros permanecían en la fase REM del sueño. Además de profundizar en los misterios de la consciencia humana, la innovación podría facilitar el acceso a nuevos desarrollos tecnológicos, como un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 8 febrero, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA está capacitada para resolver dilemas morales cuando conduce vehículos autónomos 8 febrero, 2024
    Los sistemas de IA muestran significativas similitudes éticas con las reacciones humanas ante dilemas morales, lo que los acreditan para conducir vehículos autónomos tal como lo harían las personas.
    Redacción T21
  • Los huracanes se están volviendo tan fuertes que ya no existen categorías para clasificarlos 7 febrero, 2024
    Cinco tormentas en la última década tuvieron velocidades de viento que pertenecen a una hipotética categoría 6 en la escala de huracanes Saffir-Simpson: el fenómeno obligaría a los científicos a crear una nueva clasificación, capaz de reflejar la virulencia de los huracanes en la actualidad. Las causas principales del fenómeno tienen su origen en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un asteroide habría explotado sobre la Antártida hace unos 2,5 millones de años 7 febrero, 2024
    Un asteroide se desintegró sobre el continente antártico hace aproximadamente 2,5 millones de años: la evidencia proviene de un análisis químico de más de 100 pequeños trozos de roca extraterrestre, que se han preservado dentro de las enormes capas de hielo. Hasta el momento, solo se conocen otros dos eventos de explosiones aéreas antiguas en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean la primera niña de inteligencia artificial del mundo 7 febrero, 2024
    La primera niña IA del mundo ha sido creada por científicos chinos, que la han dotado de emociones e intelecto y de la capacidad de aprender de forma autónoma. Se comporta como si tuviera tres o cuatro años y representa un avance significativo para el campo de la inteligencia artificial general.
    Redacción T21
  • Oponerse a la regulación de los pesticidas no es la solución al problema de los agricultores 7 febrero, 2024
    Los agricultores que se movilizan en España y Europa se oponen con firmeza a las nuevas regulaciones europeas en materia de pesticidas, lo que representa una amenaza mayor para la salud pública que tener una central nuclear al lado de casa: estos químicos han costado miles de vidas y enfermos crónicos, al tiempo que han […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia
  • El arte existió antes del surgimiento de los humanos modernos 6 febrero, 2024
    Nuevas investigaciones sugieren que nuestros parientes humanos arcaicos, como los neandertales, ya contaban con las capacidades cognitivas para desarrollar arte: el hallazgo de ejemplos cada vez más antiguos de expresión artística en el registro arqueológico confirmaría esta hipótesis. Sin embargo, aún se discute si estas manifestaciones creativas pueden catalogarse como arte.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una nueva supertierra que podría ser un mundo habitable 6 febrero, 2024
    Un planeta extrasolar del tipo supertierra, denominado TOI-715 b y aproximadamente una vez y media más ancho que la Tierra, podría ser capaz de albergar vida: orbita dentro de la zona habitable de una enana roja, a escasa distancia de nuestro planeta. Además, podría estar acompañado de otro cuerpo planetario, con un tamaño casi idéntico al […]
    Pablo Javier Piacente