OXFORD, REINO UNIDO – La medicina de precisión ha dado un paso significativo con la introducción de microrrobots magnéticos capaces de transportar y liberar medicamentos en el cuerpo humano de manera dirigida. Este avance, que promete revolucionar el tratamiento de enfermedades complejas, ha sido desarrollado por un equipo internacional de investigadores liderado por la Universidad de Oxford y la Universidad de Michigan, con la colaboración del Imperial College London.
Estos innovadores dispositivos, conocidos como microrrobots derivados de gotas magnéticas permanentes (PMDMs), han sido validados experimentalmente y sus resultados se han publicado en la prestigiosa revista Science Advances. Según los investigadores, los PMDMs podrían abrir nuevas posibilidades para tratamientos localizados y mínimamente invasivos en enfermedades como la inflamatoria intestinal y el cáncer.
La tecnología detrás de los PMDMs
Los PMDMs destacan por su estructura de doble fase: una parte de hidrogel biocompatible que transporta el fármaco o células terapéuticas, y una parte magnética compuesta por micropartículas de neodimio-hierro-boro (NdFeB), que permite su control remoto mediante campos magnéticos. Esta configuración, conocida como Janus, se obtiene a través de un proceso de microfluídica en cascada, que permite la producción masiva y eficiente de estos dispositivos.
Yuanxiong Cao, coautor principal del estudio, explicó:
“La microfluídica nos permite generar cientos de microrrobots en minutos, lo que incrementa la eficiencia y reduce los costos de fabricación”.
Los microrrobots han sido probados en cartílago humano impreso en 3D, donde lograron liberar fármacos en zonas de difícil acceso y regresar al punto de entrada para su recuperación. Esta capacidad de navegación y entrega precisa se debe a su habilidad para ensamblarse en cadenas y adoptar diferentes modos de locomoción en respuesta a campos magnéticos alternos.
Aplicaciones y potencial en tratamientos médicos
La validación experimental de los PMDMs incluyó pruebas en modelos biológicos relevantes. En un experimento que simuló el tratamiento de la enfermedad inflamatoria intestinal, los investigadores introdujeron los microrrobots en un segmento de intestino porcino mediante un catéter. Una vez en el interior, los PMDMs se dirigieron con precisión hasta el sitio objetivo utilizando un campo magnético externo.
Philipp Schönhöfer, del equipo de la Universidad de Michigan, destacó:
“Me sorprendió el nivel de control que tenemos sobre las partículas, especialmente en los ciclos de ensamblaje y desensamblaje, según la frecuencia del campo magnético”.
Una de las principales ventajas de esta tecnología es la posibilidad de recuperar completamente los microrrobots tras la liberación del fármaco. A diferencia de otros sistemas magnéticos, en los que las partículas pueden dispersarse y permanecer en el cuerpo, los PMDMs mantienen su integridad estructural incluso después de la degradación del hidrogel, facilitando su extracción y reduciendo potenciales efectos adversos.
Diseño adaptable y futuro de la tecnología
El diseño modular de los PMDMs permite adaptar la composición del hidrogel y la carga terapéutica a las necesidades específicas de cada tratamiento. Por ejemplo, en enfermedades inflamatorias intestinales, donde es necesario administrar múltiples fármacos en diferentes zonas del tracto digestivo, los microrrobots pueden programarse para liberar corticosteroides, inmunomoduladores o agentes regenerativos en puntos concretos.
El equipo de investigación prevé integrar los PMDMs con plataformas avanzadas de control electromagnético y sistemas de seguimiento en tiempo real, como la imagen por partículas magnéticas, para mejorar la precisión y autonomía de la navegación en entornos biológicos complejos. Además, el uso de algoritmos de aprendizaje por refuerzo podría permitir la adaptación dinámica de la trayectoria de los microrrobots en función de la retroalimentación sensorial, optimizando la entrega del fármaco y la evasión de obstáculos.
Molly Stevens, profesora de Bionanociencia en la Universidad de Oxford y coautora principal, subrayó:
“Con este trabajo, nos acercamos a una entrega terapéutica muy avanzada. Nuestras técnicas de fabricación permiten crear sistemas robóticos blandos con características y capacidades de movimiento notables”.
En conclusión, los microrrobots magnéticos representan un avance significativo en la medicina de precisión, ofreciendo nuevas posibilidades para tratamientos localizados y menos invasivos. A medida que la investigación avanza, es probable que veamos una integración más amplia de esta tecnología en aplicaciones clínicas, transformando la forma en que se administran los tratamientos médicos.