OXFORD, REINO UNIDO – Un avance significativo en la medicina de precisión ha sido alcanzado con la creación de microrrobots magnéticos, capaces de transportar y liberar medicamentos de manera dirigida en entornos biológicos complejos como el intestino o el cartílago humano. Este desarrollo, liderado por un equipo internacional de científicos de la Universidad de Oxford y la Universidad de Michigan, con la colaboración del Imperial College London, promete revolucionar el tratamiento de enfermedades como la inflamatoria intestinal y el cáncer.
Estos dispositivos, conocidos como microrrobots derivados de gotas magnéticas permanentes (PMDMs, por sus siglas en inglés), han sido presentados y validados experimentalmente, abriendo nuevas posibilidades para tratamientos localizados y mínimamente invasivos. Los resultados de esta investigación han sido publicados en la revista Science Advances y difundidos por la Universidad de Michigan.
Cómo funcionan los microrrobots magnéticos
Los PMDMs se distinguen 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, alcanzando una tasa de fabricación de hasta 300 unidades por minuto.
Según Yuanxiong Cao, coautor principal del estudio,
“la microfluídica nos permite generar cientos de microrrobots en minutos, lo que incrementa la eficiencia y reduce los costos de fabricación”.
El funcionamiento de los PMDMs se basa en su capacidad para ensamblarse en cadenas y adoptar diferentes modos de locomoción —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 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 mediante un catéter. Una vez en el interior, los PMDMs se dirigieron con precisión hasta el sitio objetivo utilizando un campo magnético externo. Al disolverse la fase de gel, el fármaco —simulado por un tinte fluorescente— se liberó en el lugar deseado, confirmando la llegada del agente terapéutico al tejido diana.
En otro modelo, los PMDMs fueron utilizados 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 mediante un catéter equipado con imanes, minimizando el riesgo de residuos magnéticos en el organismo.
Innovación y futuro de los microrrobots en medicina
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.
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, los microrrobots pueden programarse para liberar corticosteroides, inmunomoduladores o agentes regenerativos en puntos concretos. De igual modo, en tumores sólidos, la entrega secuencial y localizada de quimioterápicos o inmunoterapias podría optimizar la penetración y eficacia del tratamiento.
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”.
Este avance en la tecnología de microrrobots magnéticos no solo representa un paso adelante en la medicina de precisión, sino que también abre la puerta a nuevas posibilidades para tratamientos más efectivos y menos invasivos en el futuro.