OXFORD, REINO UNIDO – En un avance significativo para la medicina de precisión, investigadores han desarrollado microrrobots magnéticos capaces de transportar y liberar medicamentos en el cuerpo humano de manera dirigida. Estos dispositivos, conocidos como microrrobots derivados de gotas magnéticas permanentes (PMDMs), prometen revolucionar el tratamiento de enfermedades complejas al ofrecer una alternativa localizada y mínimamente invasiva.
El equipo internacional detrás de este desarrollo incluye a científicos de la Universidad de Oxford, la Universidad de Michigan y el Imperial College London. Sus hallazgos, publicados en la revista Science Advances, podrían transformar el enfoque de tratamientos para enfermedades como la inflamatoria intestinal y el cáncer.
El funcionamiento detrás de los PMDMs
Los PMDMs presentan una 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 logra mediante un proceso de microfluídica en cascada, que permite una producción masiva y eficiente de estos dispositivos.
“La microfluídica nos permite generar cientos de microrrobots en minutos, lo que incrementa la eficiencia y reduce los costos de fabricación”, comentó Yuanxiong Cao, coautor principal del estudio.
Los microrrobots pueden ensamblarse en cadenas y adoptar diferentes modos de locomoción —como caminar, gatear, oscilar y desplazarse lateralmente— en respuesta a campos magnéticos alternos. Esta versatilidad les permite navegar por terrenos irregulares y adaptarse a espacios confinados, como los que se encuentran en órganos internos.
Validación experimental 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 investigadores introdujeron los microrrobots en un segmento de intestino porcino. Una vez en el interior, los dispositivos se dirigieron con precisión al sitio objetivo utilizando un campo magnético externo, liberando el fármaco en el lugar deseado.
Además, los PMDMs fueron probados en un cartílago humano impreso en 3D, donde demostraron su capacidad para alcanzar zonas de difícil acceso y liberar el medicamento de forma localizada. Tras la entrega, los microrrobots fueron guiados de regreso al punto de entrada y recuperados, minimizando el riesgo de residuos magnéticos en el organismo.
“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”, destacó Philipp Schönhöfer, investigador de la Universidad de Michigan.
Innovaciones futuras y potencial clínico
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, los PMDMs mantienen su integridad estructural incluso después de la degradación del hidrogel, facilitando su extracción y reduciendo potenciales efectos adversos.
El diseño modular de los PMDMs permite adaptar la composición del hidrogel y la carga terapéutica a las necesidades específicas de cada tratamiento. Esto abre la puerta a aplicaciones personalizadas, como la administración de múltiples fármacos en diferentes zonas del tracto digestivo o la entrega secuencial y localizada de quimioterápicos en tumores sólidos.
El equipo de investigación prevé integrar los PMDMs con plataformas avanzadas de control electromagnético y sistemas de seguimiento en tiempo real para mejorar la precisión y autonomía de la navegación en entornos biológicos complejos. Además, el uso de algoritmos de aprendizaje por refuerzo podría optimizar la entrega del fármaco y la evasión de obstáculos.
“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”, subrayó Molly Stevens, profesora de Bionanociencia en la Universidad de Oxford.
El avance de los microrrobots magnéticos representa un paso crucial hacia la medicina de precisión, ofreciendo nuevas esperanzas para tratamientos más efectivos y menos invasivos. Con el continuo desarrollo y perfeccionamiento de esta tecnología, el futuro de la terapia dirigida parece prometedor.