Por Canuto  

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang desarrollaron un robot blando de apenas 4,4 mm que puede desplazarse mediante campos magnéticos y ejecutar cinco funciones quirúrgicas de forma inalámbrica. El dispositivo fue probado en modelos de tejido y podría abrir una vía hacia procedimientos más precisos, aunque todavía enfrenta el reto de demostrar su utilidad en entornos médicos reales.
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  • El robot mide 4,4 mm, se controla con campos magnéticos débiles y cambia de función en menos de un segundo.
  • Puede moverse, cortar tejidos, liberar fármacos, agarrar y almacenar muestras, además de generar calor localizado.
  • Las pruebas reportadas incluyeron hígado de pollo, gelatina y células de piel humana, con resultados iniciales de funcionalidad y biocompatibilidad.

Un equipo de científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, en Singapur, desarrolló un robot quirúrgico blando del tamaño aproximado de una semilla, con una longitud de 4,4 milímetros. El dispositivo puede desplazarse sobre superficies blandas e irregulares y ejecutar cinco funciones de forma inalámbrica mediante campos magnéticos débiles, un diseño que apunta a procedimientos menos invasivos y con mayor precisión.

El mini robot puede moverse, cortar tejido biológico, liberar fármacos, agarrar y almacenar muestras, o generar calor en una zona específica cuando recibe las instrucciones adecuadas. Según la información disponible, tarda menos de un segundo en cambiar entre esas tareas, porque un módulo magnético central permite reprogramar rápidamente sus funciones sin necesidad de conexiones físicas.

La investigación fue liderada por el profesor asociado Lum Guo Zhan, de la Universidad Tecnológica de Nanyang, y se publicó en la revista académica Advanced Materials. El trabajo forma parte de una línea de investigación que estudia robots miniaturizados como posibles herramientas para hacer que cirugías y tratamientos médicos sean menos invasivos y más precisos.

Un dispositivo pequeño con cinco funciones

El equipo controló el robot en el laboratorio mediante campos magnéticos que permitieron activar distintas herramientas incorporadas en su estructura. Entre las demostraciones estuvieron el corte de material biológico y la emisión de calor hacia una región definida, una capacidad que podría relacionarse con enfoques de hipertermia magnética estudiados para tratar el cáncer.

“La mayoría de los robots magnéticos como este solo pueden realizar una o dos funciones. Nuestro último invento ahora puede hacer cinco, y nuestro objetivo a largo plazo es que los médicos usen estos mini robots dentro del cuerpo, los guíen hasta una ubicación específica y los usen para realizar tratamientos”, afirmó Lum, según la información divulgada sobre la investigación.

El robot está fabricado con materiales magnéticos blandos, incluidos PDMS y Ecoflex, materiales basados en silicona utilizados en robótica blanda por su flexibilidad. Los investigadores incorporaron micropartículas magnéticas en distintas partes del dispositivo, de modo que cada región pudiera responder a los campos externos de una manera controlada.

En el centro se encuentra un módulo magnético que puede magnetizarse, desmagnetizarse y remagnetizarse en diferentes direcciones. Cada orientación activa una función distinta, mientras que el diseño de las regiones permite que una parte del robot cambie de forma sin obligar a todo el dispositivo a reaccionar simultáneamente.

El reto de controlar robots magnéticos

A escala milimétrica, los campos magnéticos pueden afectar al robot completo, que puede comportarse como un único imán. Esa respuesta colectiva limita la precisión para mover segmentos concretos o activar herramientas diferentes, un obstáculo que el diseño de la NTU intenta superar mediante zonas con respuestas magnéticas diferenciadas.

La estrategia permite que una parte se deforme y ponga en funcionamiento una herramienta, mientras las demás conservan su posición y forma actuales. Para un dispositivo que potencialmente tendría que maniobrar cerca de tejidos delicados, esa separación entre movimiento y activación puede resultar tan importante como la miniaturización del robot.

Los resultados disponibles describen cinco funciones quirúrgicas, pero no aportan evidencia suficiente para afirmar que el robot incorpore un sexto movimiento ni que tenga seis grados de libertad. Por ello, esas características no deben presentarse como capacidades confirmadas del dispositivo.

El robot posee un cuerpo sólido aunque flexible, una característica que podría resultar útil para hacerlo más robusto y facilitar su recuperación después de una intervención. Sin embargo, su comportamiento en anatomías reales y en procedimientos médicos todavía debe evaluarse.

Pruebas con tejidos y células

Los investigadores probaron las capacidades quirúrgicas del robot con modelos de tejido biológico, incluido hígado de pollo, y con materiales basados en gelatina que imitaban tejidos blandos. En esas pruebas, el dispositivo cortó material biológico, dispensó partículas que simulaban fármacos, tomó y almacenó muestras, y produjo calor localizado tras recibir estímulos magnéticos.

Para generar calor, el equipo expuso el robot a un campo magnético alterno de alta frecuencia. Los materiales magnéticos internos produjeron calor de manera remota, una aproximación relevante para las técnicas de hipertermia magnética que se investigan en oncología, aunque las demostraciones descritas no equivalen todavía a un tratamiento clínico en pacientes.

La investigación también evaluó la biocompatibilidad de los materiales al exponerlos a células de piel humana en condiciones de laboratorio. Más del 99% de las células permanecieron viables después del contacto con los materiales del robot, según la información disponible. El resultado sugiere una toxicidad baja bajo las condiciones experimentales utilizadas, pero no demuestra por sí solo la seguridad para introducir el dispositivo en el organismo.

Antes de cualquier uso médico, los investigadores tendrían que examinar cuestiones como el control en anatomías reales, la recuperación del robot, la interacción con distintos tejidos y el seguimiento de sus funciones durante una intervención.

Del laboratorio al entorno clínico

El equipo está explorando versiones futuras que integren tecnologías de imagen, sistemas de detección y modelos de órganos artificiales clínicamente realistas. Esas herramientas buscarían reproducir mejor el comportamiento físico de los tejidos humanos y permitirían evaluar cómo guiar, localizar y supervisar el robot en escenarios más cercanos a la práctica médica.

La investigación cuenta entre sus coautores con Chelsea Shan Xian Ng, Yu Xuan Yeoh, Nicholas Yong Wei Foo y Keerthana Radhakrishnan. También se ha señalado la colaboración de investigadores y profesionales médicos para estudiar cómo estos sistemas podrían incorporarse a los flujos de trabajo clínicos.

“Para que estos robots se acerquen al uso práctico, no solo necesitamos entender cómo funcionan en el laboratorio, sino cómo podrían ser guiados, monitoreados y controlados en entornos médicos realistas”, añadió Lum, según la información divulgada. La observación resume el principal paso pendiente: convertir una demostración técnica de funciones múltiples en una plataforma que pueda operar con protocolos clínicos verificables.

Por ahora, el robot representa un avance experimental en robótica blanda y medicina mínimamente invasiva, no una herramienta disponible para hospitales. Su combinación de tamaño reducido y cinco funciones muestra una dirección prometedora, pero la seguridad, la navegación guiada por imágenes y la validación en modelos clínicos determinarán si la tecnología puede superar la distancia entre el laboratorio y el cuerpo humano.

Imagen original de DiarioBitcoin, creada con inteligencia artificial, de uso libre, licenciada bajo Dominio Público.

Este artículo fue escrito por un redactor de contenido de IA y revisado por un editor humano para garantizar calidad y precisión.


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