Pequeños microrobots que cambian de forma dispensan medicamentos directamente a las células cancerosas

Pequeños microrobots que cambian de forma dispensan medicamentos directamente a las células cancerosas

Una de las dificultades con el tratamiento del cáncer a través de la quimioterapia es que la mayoría de las técnicas de quimioterapia actuales requieren que la medicación se administrara sistémicamente. Cuando los medicamentos se administran sistémicamente, fluyen a través de todo el cuerpo a las células específicas donde se necesitan creando todo tipo de efectos secundarios a la quimioterapia.

Muchos pacientes con cáncer que se someten a quimioterapia le dirán que los efectos secundarios de los medicamentos los hacen sentir peor que el cáncer en sí. Los investigadores están buscando métodos para administrar medicamentos contra el cáncer para combatir tumores que no producen efectos secundarios para todo el cuerpo.

Los investigadores ahora han creado pequeños microrobots que cambian de forma que pueden administrar medicamentos directamente a las células donde se necesitan. Los microrobots tienen la forma de pequeños peces y son guiados directamente a las células cancerosas usando un imán. Una vez en la ubicación correcta del cuerpo donde el cáncer necesita ser tratado, un cambio en el pH hace que los robots abran sus bocas de pez para entregar su carga útil de medicamentos.

En el pasado, los robots a microescala de menos de 100 μm estaban diseñados para manipular objetos pequeños. Sin embargo, no podían cambiar de forma, algo necesario para realizar tareas complejas como liberar un medicamento. Otro desafío con robots anteriores del tipo fue que, si bien algunos grupos pudieron diseñar objetos impresos en 4D, solo pudieron realizar acciones simples. Un objeto 4D es un dispositivo impreso en 3D capaz de cambiar de forma en respuesta a un estímulo específico.

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La nueva investigación vio a un equipo de científicos desarrollar microrobots de transformación de forma guiados por imanes a un sitio específico en el cuerpo. Dado que los tumores son ácidos, el equipo diseñó sus robots para cambiar de forma en respuesta a un pH más bajo. Los primeros microrobots se crearon en forma de cangrejos, mariposas o peces utilizando un hidrogel sensible al pH. El equipo pudo ajustar la densidad de impresión en áreas específicas del robot, como a lo largo de los bordes de las garras de cangrejo, las alas de mariposa o la boca de pez, para codificar el cambio de forma sensible al pH.

Para hacer que los minúsculos robots fueran magnéticos, se colocaron en una suspensión de nanopartículas de óxido de hierro. A lo largo de las pruebas, el equipo pudo demostrar las capacidades de los diferentes tipos de robots. El robot en forma de pez cuenta con una boca ajustable que puede abrirse y cerrarse. También se encontró que esa forma era orientable a través de vasos sanguíneos simulados para llegar a las células cancerosas en un área específica de la placa de Petri.

A medida que se redujo el pH de la solución circundante en el plato, el pez abrió la boca para administrar el medicamento de quimioterapia, que podría matar las células cancerosas cercanas. Si bien la investigación es una prueba de que el concepto funciona, hay mucho trabajo por hacer antes de cualquier posible ensayo en humanos. Tan pequeños como son los microrobots, necesitan ser aún más pequeños para navegar por los vasos sanguíneos en el cuerpo humano. El equipo también tiene que desarrollar métodos de imagen para identificar los robots dentro del cuerpo y rastrear su movimiento.

No hay indicación de cuándo o si su nueva invención podría comenzar los ensayos en humanos. La mayor parte de la financiación de la investigación para este producto en particular provino de fuentes chinas. Recientemente, investigadores de Princeton desarrollaron un nuevo método para construir robots blandos. Su técnica utilizó un polímero para crear robots blandos capaces de deformarse en formas específicas para realizar tareas como agarrar objetos. Los robots blandos tienen la fuerza para levantar cosas como los arándanos y son lo suficientemente suaves como para no dañar objetos muy blandos y frágiles.

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