OXFORD, REINO UNIDO – La medicina de precisión ha dado un paso significativo con el desarrollo de microrrobots magnéticos capaces de transportar y liberar medicamentos dentro del cuerpo humano de manera dirigida. Este avance, liderado por la Universidad de Oxford y la Universidad de Michigan, promete revolucionar el tratamiento de enfermedades complejas como la inflamatoria intestinal y el cáncer.
Estos innovadores dispositivos, conocidos como microrrobots derivados de gotas magnéticas permanentes (PMDMs), fueron presentados en un estudio publicado en Science Advances. La investigación muestra cómo estos microrrobots pueden navegar en entornos biológicos complejos, como el intestino o el cartílago humano, para entregar fármacos de manera precisa y mínimamente invasiva.
El funcionamiento de los PMDMs
Los PMDMs destacan por su estructura de doble fase: una parte de hidrogel biocompatible que transporta el fármaco, 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 posibilita 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 fueron 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 ensamblarse en cadenas y adoptar diferentes modos de locomoción —como caminar, gatear, oscilar y desplazarse lateralmente— les permite navegar por terrenos irregulares y adaptarse a espacios confinados en órganos internos.
Impacto y aplicaciones clínicas
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 microrrobots fueron introducidos en un segmento de intestino porcino mediante un catéter. Una vez en el interior, se dirigieron con precisión hasta el sitio objetivo utilizando un campo magnético externo, liberando el fármaco de manera controlada.
Philipp Schönhöfer, investigador 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, minimizando el riesgo de residuos magnéticos en el organismo. Los experimentos confirmaron que las micropartículas magnéticas permanecen agrupadas y pueden retirarse sin dejar rastros detectables en el tejido.
Diseño adaptable y futuro de los tratamientos
El diseño modular de los PMDMs permite adaptar la composición del hidrogel y la carga terapéutica a las necesidades específicas de cada tratamiento. En enfermedades inflamatorias intestinales, por ejemplo, los microrrobots pueden programarse para liberar múltiples fármacos en diferentes zonas del tracto digestivo. De igual modo, en tumores sólidos, la entrega secuencial y localizada de quimioterápicos podría optimizar la eficacia del tratamiento.
Las pruebas de biocompatibilidad realizadas con células endoteliales humanas mostraron que los PMDMs no afectan negativamente la viabilidad celular, lo que respalda su potencial para aplicaciones clínicas. El equipo de investigación prevé integrar los PMDMs con plataformas avanzadas de control electromagnético y sistemas de seguimiento en tiempo real, mejorando la precisión y autonomía de la navegación en entornos biológicos complejos.
Molly Stevens, profesora de Bionanociencia en la Universidad de Oxford, 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”.
El futuro de la medicina de precisión parece prometedor con estos avances tecnológicos, que no solo optimizan la entrega de fármacos, sino que también abren nuevas posibilidades para tratamientos menos invasivos y más efectivos. La integración de algoritmos de aprendizaje por refuerzo podría permitir la adaptación dinámica de la trayectoria de los microrrobots, optimizando la entrega del fármaco y la evasión de obstáculos.