Robots continuos suaves se deslizan a través de las vías cerebrales

Un estudio nuevo muestra cómo se puede deslizar activamente a través de vías estrechas y sinuosas, como la vasculatura laberíntica del cerebro, un robot en miniatura orientable magnéticamente.

En desarrollo en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT; Cambridge, MA, EUA), el robot continuo, blando, autolubricante, está compuesto por un núcleo de aleación de níquel-titanio, una carcasa homogénea de matriz de polímero blando con micropartículas ferromagnéticas dispersas uniformemente y una piel de hidrogel biocompatible que envuelve la superficie, reduciendo la fricción en más de 10 veces. La navegación de los robots se realiza mediante conducción omnidireccional basada en actuación magnética, habilitada mediante la programación de dominios ferromagnéticos en el dominio continuo del cuerpo blando.

El robot está en la escala submilimétrica y se puede miniaturizar por debajo de unos pocos cientos de micrómetros de diámetro, lo que le permite navegar a través de entornos complejos y restringidos. Para el estudio, los investigadores utilizaron un fantasma de silicio cerebrovascular tortuoso con múltiples aneurismas. El robot continuo se activó usando un imán grande para conducirlo a través de los vasos de silicona estrechos y sinuosos, que estaban llenos de un líquido que simulaba la viscosidad de la sangre. Según los investigadores, el robot también se puede funcionalizar para administrar medicamentos para disolver coágulos o romper bloqueos con luz láser. El estudio fue publicado el 28 de agosto de 2019 en la revista Science Robotics.

“Las plataformas existentes podrían aplicar el campo magnético y realizar el procedimientos de fluoroscopia para el paciente al mismo tiempo, y el médico podría estar en la otra habitación, o incluso en una ciudad diferente, controlando el campo magnético con un joystick”, dijo el autor principal, Yoonho Kim, MSc, estudiante de posgrado en el departamento de ingeniería mecánica del MIT. “Nuestra esperanza es aprovechar las tecnologías existentes para probar nuestro hilo robótico in vivo en el siguiente paso”.

“El accidente cerebrovascular es la causa número cinco de muerte y una de las principales causas de discapacidad en los Estados Unidos. Si el accidente cerebrovascular agudo se puede tratar dentro de los primeros 90 minutos, las tasas de supervivencia de los pacientes aumentan significativamente”, dijo el autor principal Xuanhe Zhao, PhD, profesor asociado de ingeniería mecánica y de ingeniería civil y ambiental en el MIT. “Si pudiéramos diseñar un dispositivo para revertir el bloqueo de los vasos sanguíneos dentro de esta ‘hora dorada’, podríamos evitar el daño cerebral permanente. Esa es nuestra esperanza”.

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Instituto de Tecnología de Massachusetts