Un equipo de la Universidad Tecnológica de Nanyang desarrolló un dispositivo inalámbrico de 4,4 milímetros que puede cortar, liberar fármacos, sujetar muestras y generar calor, entre otras funciones.
Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU) en Singapur desarrollaron un robot quirúrgico del tamaño de una semilla capaz de alternar entre cinco funciones en menos de un segundo, con el objetivo de ampliar las opciones de cirugía mínimamente invasiva. El avance integró múltiples capacidades en un dispositivo miniaturizado, un área antes limitada por problemas de control y maniobrabilidad.
El robot del equipo de la NTU mide 4,4 milímetros de largo y opera de manera inalámbrica mediante campos magnéticos débiles. Pese a su tamaño, puede desplazarse por superficies blandas, cortar tejido biológico, liberar fármacos, sujetar y almacenar muestras, y generar calor localizado.
A diferencia de otros robots magnéticos miniatura, que suelen realizar una o dos tareas, el dispositivo de la NTU alterna con rapidez entre cinco funciones. “Nuestro último invento ahora puede realizar cinco tareas distintas, y nuestro objetivo a largo plazo es que los médicos utilicen estos mini robots dentro del cuerpo para realizar tratamientos dirigidos”, explicó en un comunicado de la universidad el profesor asociado Lum Guo Zhan, líder del estudio publicado en ‘Advanced Materials’.
Innovación en materiales y diseño magnético
La estructura del robot está compuesta por materiales blandos a base de silicona, como PDMS y Ecoflex, con partículas magnéticas microscópicas que responden a campos magnéticos externos. El núcleo del sistema es un módulo magnético capaz de magnetizarse, desmagnetizarse y remagnetizarse en distintas direcciones: cada orientación activa una función y permite desplegar la herramienta necesaria en cada momento.
El equipo diseñó regiones del robot para que respondan por separado a las señales magnéticas y evitar que el dispositivo se comporte como un único imán, una limitación común en sistemas similares. El diseño además incorporó un sexto grado de libertad, el giro sobre su eje longitudinal, para ganar control al navegar por espacios estrechos o irregulares dentro del cuerpo humano.
Pruebas de laboratorio en tejidos y seguridad de los materiales
Para evaluar el rendimiento del robot, los investigadores lo probaron en hígado de pollo y materiales a base de gelatina que imitan tejido biológico blando. El dispositivo cortó tejido, liberó partículas que simulan fármacos, recolectó y almacenó muestras y generó calor localizado mediante inducción magnética. Esta capacidad podría aplicarse a técnicas de hipertermia magnética, estudiadas para el tratamiento del cáncer.
El equipo también comprobó la biocompatibilidad de los materiales al exponer el robot a células de piel humana. Más del 99% de las células permanecieron viables tras la exposición, un indicador de baja toxicidad en condiciones de laboratorio.
Próximos pasos hacia la integración clínica
Los investigadores trabajan en integrar el robot con sistemas de imágenes médicas, sensores y modelos de órganos artificiales, y colaboran con cirujanos para evaluar cómo podría incorporarse a flujos de trabajo clínicos.
“Para que estos robots se acerquen a su uso práctico, necesitamos comprender no solo cómo funcionan en el laboratorio, sino también cómo podrían ser guiados, monitoreados y controlados en entornos médicos reales”, indicó Lum Guo Zhan en un comunicado de la universidad.
El desarrollo de este robot multiuso abre posibilidades para intervenciones menos invasivas, mayor precisión en procedimientos complejos y personalización de tratamientos médicos en tiempo real.