Las agujas son cosa del pasado: microrobots llevarán medicamentos con precisión al lugar exacto

Un equipo de investigadores de EE. UU. y China desarrolló un nuevo método que utiliza burbujas que estallan como un posible sistema de propulsión para robots microscópicos. Este descubrimiento podría conducir a reemplazar las inyecciones con aguja y a otras aplicaciones interesantes.

La base del nuevo enfoque es la cavitación: el colapso repentino de burbujas en un líquido. Aprovechando la energía liberada, el equipo logró que robots diminutos («saltadores») recorrieran distancias increíbles en relación con su tamaño.

Inspirándose en cómo los helechos expulsan esporas y en cómo el pez arquero derriba insectos con chorros de agua, los científicos encontraron una manera de crear sus propias burbujas calentando un material absorbente de luz con un láser.

Estas burbujas se expanden hasta un límite y luego colapsan bruscamente. Al hacerlo, liberan una onda de choque de energía mecánica que resultó suficiente para lanzar dispositivos de tamaño milimétrico a alturas de hasta 1,5 metros.

Los robots también pueden «nadar» a una velocidad de aproximadamente 12 metros por segundo. «Este movimiento está bien controlado, lo que permite atravesar espacios cerrados complejos, como laberintos y canales microfluídicos», explican los investigadores.

Este método es especialmente interesante para la medicina, ya que los robots microscópicos podrían usarse en lugar de las agujas tradicionales para inyecciones o para administrar medicamentos directamente en un lugar específico del cuerpo, por ejemplo, a un tumor.

El sistema se controla mediante un láser, lo que lo hace mínimamente invasivo. Esto es importante porque muchos microrrobots existentes dependen de campos magnéticos o de combustible químico, que son difíciles de controlar dentro del cuerpo. La cavitación, en cambio, proporciona un impulso potente y controlable sin fuentes de energía integradas ni piezas móviles.

Estos «saltadores» también son capaces de desplazarse por superficies húmedas e irregulares, lo que abre nuevas posibilidades en la microrrobótica — por ejemplo, para explorar espacios de difícil acceso en tuberías, mecanismos o sistemas biológicos.

La técnica también puede resultar útil para la investigación biomédica. Los robots diminutos pueden actuar como micronadadores en medios líquidos, como la sangre o el líquido intersticial. Esta técnica también podría encontrar aplicación en la terapia celular o en la cirugía de precisión, donde las herramientas convencionales son demasiado toscas o grandes.

Los científicos subrayan que el trabajo está en una etapa temprana. Controlar la cavitación dentro de los tejidos sin dañar las células circundantes sigue siendo un desafío importante. Además, los láseres tienen una profundidad de penetración limitada en el tejido biológico, lo que exige soluciones adicionales, por ejemplo, el uso de fibra óptica o del espectro infrarrojo.

Igualmente importante es que los materiales con los que están hechos los «saltadores» (dióxido de titanio, polipirrol y carburo de titanio) deben someterse a pruebas de biocompatibilidad antes de que comiencen los ensayos en organismos vivos.

«Nuestra investigación demuestra que la cavitación puede servir como un mecanismo eficaz de lanzamiento», declaró el equipo en un artículo publicado el 28 de agosto en la revista revisada por pares Science.