Microbots magnéticos ruedan por los vasos sanguíneos para disolver coágulos más rápido

Volteretas por el sistema vascular

Cuando un coágulo obstruye un vaso, el flujo sanguíneo se detiene. Como el flujo cesa, los medicamentos administrados mediante catéteres convencionales no pueden llegar fácilmente hasta la obstrucción. Los fármacos deben confiar en la difusión pasiva, un proceso físico lento que conlleva el riesgo de daño tisular irreversible en ictus, infartos de miocardio o embolias pulmonares. Para superar esta barrera de transporte, un equipo dirigido por Simone Schürle, profesora de microsistemas médicos en la ETH de Zúrich, construyó robots microscópicos diseñados para crear corrientes de fluido localizadas, según informa MedicalXpress.

Con unos 8 micrómetros de longitud, cada microbot se ajusta a las dimensiones aproximadas de un glóbulo rojo humano. Con forma de capullo oblongo, los dispositivos consisten en un gel de polímero de azúcar biocompatible con nanopartículas magnéticas de óxido de hierro incrustadas. En lugar de distribuir estas partículas de manera uniforme, el equipo fabricó los bots dentro de un campo magnético rotatorio. Esta técnica alinea las partículas de óxido de hierro a lo largo del eje longitudinal, creando una columna vertebral magnética interna que se orienta como la aguja de una brújula.

«Según nuestro conocimiento, somos los primeros en demostrar en un modelo de gran animal clínicamente relevante que el uso de microrobots de esta manera realmente mejora la trombólisis, es decir, el proceso de disolución de coágulos sanguíneos»

— Simone Schürle, profesora de microsistemas médicos en la ETH de Zúrich

Las corrientes artificiales duplican el despeje de los vasos en pruebas en vivo

Para mover las máquinas dentro del cuerpo, los médicos inyectarían los microbots junto con fármacos trombolíticos estándar mediante un catéter. Un sistema de control magnético externo aplica un campo rotatorio que obliga a los microbots a rodar continuamente hacia delante por la pared interna del vaso. El movimiento se asemeja al de un gimnasta que ejecuta volteretas. A medida que las máquinas avanzan girando, su movimiento agita el líquido circundante y genera corrientes en miniatura que empujan activamente la medicación directamente hacia el trombo.

Las primeras pruebas de laboratorio se realizaron en una red vascular sintética de silicona con coágulos formados a partir de sangre de cerdo. En esas pruebas, la medicación administrada con los microbots rodantes despejó las obstrucciones seis veces más rápido que la medicación por sí sola. Junto con especialistas médicos del hospital universitario Charité de Berlín, el equipo de la ETH de Zúrich evaluó el sistema en cerdos vivos con arterias obstruidas. Tras 30 minutos de tratamiento, el área de la sección transversal del vaso restaurada al flujo sanguíneo era el doble de grande en los animales tratados con los microbots en comparación con los tratados solo con fármacos.

La solicitud de patente y el camino hacia los ensayos clínicos

La ETH de Zúrich ha presentado una solicitud de patente que cubre el sistema robótico y ha nominado la invención para su Spark Award anual, un premio interno que distingue las solicitudes de propiedad intelectual más prometedoras de la universidad. El artículo científico subyacente está en proceso de revisión por pares.

Los ensayos clínicos en humanos quedan a varios pasos de distancia. El equipo de investigación debe evaluar primero cómo se comportan el gel biocompatible y las partículas de óxido de hierro durante periodos prolongados dentro de tejido vivo. Los trabajos futuros también probarán los microbots en modelos especializados de enfermedades, incluidos escenarios de infarto de miocardio, antes de que los reguladores puedan revisar la plataforma para su uso en quirófanos de urgencias.

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