Un robot que utiliza sus pies con púas para aferrarse al revestimiento cubierto de mucosidad del intestino podría algún día trepar por el cuerpo humano para instalar dispositivos de control o suministrar terapias
Diminutos robots con cuerpos blandos y flexibles y pies puntiagudos pueden trepar por las húmedas y resbaladizas paredes internas de los pulmones y el intestino, donde algún día podrían suministrar fármacos y sensores médicos en lugares de difícil acceso.
El nuevo «milirobot» -que mide unos pocos milímetros- tiene pies que se adhieren a las superficies de los tejidos sin perder su agarre. El robot es capaz de resistirse a los movimientos bruscos y puede incluso aferrarse a una superficie mientras los líquidos fluyen sobre él, asemejándose al movimiento de los fluidos asociados a la respiración y la digestión.
Capaz de trepar en línea recta -e incluso boca abajo- dentro del cuerpo humano, el dispositivo inalámbrico representa «un hito importante en la robótica blanda», afirma Metin Sitti, del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes de Alemania.
El anterior milirobot de Sitti podía caminar, rodar, nadar, saltar y arrastrarse por tejidos biológicos, dice. Pero no podía trepar por las complejas superficies tridimensionales del cuerpo, lo que es fundamental para llegar a zonas de difícil acceso del corazón, los pulmones y el sistema digestivo.
El coautor Xiaoguang Dong, de la Universidad de Vanderbilt (Tennessee), afirma que su equipo intentó primero añadir unas almohadillas para sujetar el tejido, inspiradas en la forma en que se adhieren algunos parásitos intestinales. Pero tuvieron problemas para reproducir las elevadas fuerzas requeridas, y conseguir que el robot soltara su agarre también fue complicado, dice.
En su lugar, el equipo equipó al robot con dos almohadillas con púas en los pies, que recuerdan a las espinosas abrojos de las plantas que se pegan a la ropa durante un paseo por el campo, dice Sitti. Una vez que uno de los pies está en el suelo, el robot retira el otro pie de la superficie y voltea su cuerpo para dar un «paso», un mecanismo que denominan «pelar y cargar».
Cuando se cubren con una fina capa de quitosano (una sustancia que se encuentra en los caparazones de las gambas), las «micropúas» del pie crean la fricción y pegajosidad suficientes para que los pies se adhieran a la capa de mucosidad del interior de los pulmones y el tracto digestivo de los cerdos -incluidos los bronquios, el esófago, el estómago y los intestinos- y luego se separen para dar un nuevo paso.
En una serie de pruebas de laboratorio, los investigadores comprobaron que el robot sigue trepando y se aferra a un tejido biológico «muy resbaladizo» y a menudo arrugado, incluso cuando el tejido se agita o se enjuaga con agua. «Me emocioné mucho y me sorprendí», dice Sitti sobre los resultados.
Los investigadores controlaron el movimiento del robot dentro de los órganos utilizando una máquina cercana que manipula campos magnéticos. Como el cuerpo del robot está hecho de un metal magnético elástico, se dobla y gira en respuesta a las órdenes de la máquina, dice Dong.
El milirobot es ultrafino, con un cuerpo de 3,7 mm de largo y 1,5 mm de ancho. Puede transportar una «carga» tres veces superior a su propio volumen y hasta 20 veces su propio peso, afirma el coautor Yingdan Wu, también del Instituto Max Planck.
Esto significa que podría transportar medicamentos, sensores electrónicos inalámbricos o incluso microagujas y material de biopsia. También puede liberar partículas microscópicas de fármacos a través de sus micropúas.
Como las micropúas se adhieren sólo a la capa de moco, no causan ningún daño al tejido en sí, dice Wu.
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