Roba´s de micro-tamanho podem trazer uma nova onda de inovação na área médica, permitindo que os médicos acessem regiaµes especa­ficas dentro do corpo humano sem a necessidade de procedimentos altamente invasivos. Entre outras coisas, esses minaºsculos robôs poderiam ser usados ​​para transportar drogas, genes ou outras substâncias para locais específicos dentro do corpo, abrindo novas possibilidades para o tratamento de diferentes condições médicas.

Pesquisadores da ETH Zurich e do Helmholtz Institute Erlangen osNa¼rnberg for Renewable Energy desenvolveram recentemente robôs micro e nanomanãtricos inspirados em micro-nadadores biola³gicos (por exemplo, bactanãrias ou espermatoza³ides). Esses pequenos robôs , apresentados em um artigo publicado na Nature Machine Intelligence , são capazes de motilidade rio acima, o que essencialmente significa que eles podem se mover autonomamente na direção oposta a quela em que um fluido (por exemplo, sangue) flui. Isso os torna particularmente promissores para intervir dentro do corpo humano .

"Acreditamos que as ideias discutidas em nosso estudo multidisciplinar podem transformar muitos aspectos da medicina, permitindo tarefas como a entrega direcionada e precisa de medicamentos ou genes, bem como facilitando cirurgias não invasivas", Daniel Ahmed, autor principal do artigo recente , disse TechXplore.

Os sistemas micro / nanorobóticos sem fio e bioinspirados desenvolvidos por Ahmed e seus colegas exploram as condições de contorno antiderrapantes de uma parede para mover-se rio acima, respondendo a campos acaºsticos e magnanãticos acionados externamente. Nadando contra a corrente sanguínea , os robôs poderiam ser usados ​​para entregar pequenas moléculas de drogas a locais dentro do corpo que são particularmente difa­ceis de alcana§ar.

"Roba´s induzidos por campo externo são um conceito atraente porque não requerem uma fonte de alimentação interna ou pea§as ma³veis complexas, o que significa que podem ser reduzidos a uma resolução nanomanãtrica", disse Ahmed. "Além disso, os campos acaºsticos e magnanãticos são seguros para os humanos, não são invasivos, podem penetrar profundamente no corpo humano e são bem desenvolvidos em ambientes clínicos."

Ao combinar campos acaºsticos e magnanãticos, o sistema roba³tico idealizado pelos pesquisadores pode ajudar a superar alguns dos problemas observados em outros micro-nadadores artificiais baseados em técnicas de acionamento aºnico. Além disso, como respondem a campos aplicados fora do corpo, os micro / nano robôs não requerem uma fonte de alimentação de bordo ou componentes altamente sofisticados e caros.

“Normalmente, minaºsculos agentes injetados seguem a corrente sanguínea da vasculatura com pouco ou nenhum controle no sistema circulata³rio”, explicou Ahmed. "Descobertas recentes, no entanto, mostraram que muitos micro nadadores de ocorraªncia natural, como bactanãrias e espermatoza³ides, exibem propulsão contra o fluxo, explorando as condições de contorno antiderrapantes da parede. O movimento a montante se torna possí­vel porque a velocidade na parede éma­nima."

Atéagora, o uso de robôs de tamanho micro ou nanomanãtrico foi limitado, particularmente dentro do sistema vascular (ou seja, os vasos pelos quais o sangue e a linfa viajam por todo o corpo). Uma razãopara isso éque os robôs que operam no sistema vascular devem ser facilmente controlados de forma não invasiva e devem ser capazes de se mover na direção oposta a quela em que o sangue flui, duas caracteri­sticas que atéagora se mostraram bastante difa­ceis de alcana§ar.

O novo sistema roba³tico desenvolvido por Ahmed e seus colegas tem essas duas qualidades, pois écapaz de se mover a montante e écontrolado por meio de campos acaºstico-magnanãticos aplicados externamente. No futuro, este estudo recente pode, portanto, abrir novas possibilidades interessantes para a realização de cirurgias direcionadas ou entrega de substâncias em locais específicos dentro do corpo atravanãs do sistema vascular.

"A velocidade do fluxo sangua­neo em modelos de animais pequenos, como rato, camundongo e peixe-zebra, estãona faixa de alguns mms -1 ", disse Ahmed. "Agora planejamos incorporar nossos sistemas microrobóticos de enxame com modalidade de imagem apropriada para visualizar e navegar robôs in vivo em pequenos animais. A capacidade de impulsionar contra os fluxos pode fornecer oportunidades emocionantes para aplicação em terapaªutica direcionada na vasculatura tumoral."