Un equipo internacional de investigadores, dirigido por el profesor Hongsoo Choi, Director del Centro de Investigación de Microrobot DGIST-ETH, ha desarrollado microrobots de tipo cápsula que pueden encapsular células y fármacos y llevarlos a partes específicas del cuerpo humano. A diferencia de los métodos convencionales que instalan células o fármacos fuera de los micro robots, las tapas de estos microrobots pueden abrirse y cerrarse.
El profesor Choi ha sugerido microrobots de tipo cápsula utilizando una estructura de cápsula que puede encapsular células y fármacos y un sistema de propulsión que imita las bacterias a través de una investigación conjunta con el equipo de investigación del profesor Cheil Moon del Departamento de Ciencias Cerebrales y Cognitivas y el profesor Bradley J. Nelson. equipo de investigación de la Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich, Suiza (Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich).
El desarrollo de nuevas tecnologías en el mercado de la salud y los dispositivos médicos se ha acelerado en todo el mundo, y la investigación en los campos de la robótica médica de alta tecnología, como los microrobots, que pueden administrar medicamentos o células a las áreas deseadas del cuerpo, se está llevando a cabo activamente.
Hasta ahora, la mayoría de los microrrobots para la administración de células y fármacos se han montado en la superficie exterior de los robots de diversas formas; se han fabricado en una mezcla de materiales biodegradables de células o medicamentos que se liberaron cuando se desmantelaron los materiales biodegradables; se han desarrollado en forma de partículas magnéticas para la administración de fármacos y células. Las limitaciones de este tipo de robots son que las células y los medicamentos pueden perderse en entornos externos cuando los robots se operan dentro del cuerpo humano.
Para superar estas limitaciones, Los investigadores desarrollaron microrobots de tipo cápsula combinando una estructura de tipo tapa que permite abrir y cerrar en la cabeza de los microrobots y encapsular células o fármacos y un sistema de propulsión que imita el movimiento de la cola de las bacterias.
Fuera de tecnologías para sistemas microelectromecánicos (MEMS), El equipo de investigación desarrolló una estructura polimérica tridimensional utilizando un sistema de litografía láser tridimensional. Además, níquel (Ni), que es un material magnético, y titanio (Ti), que es un material biocompatible, se depositaron en la superficie de los microrobots tipo cápsula para que pudieran ser operados por un campo magnético externo.
En un experimento que involucró microrobots tipo cápsula usando campos magnéticos, partículas que miden decenas de micrómetros (㎛, una millonésima parte de un metro) se transfirieron utilizando un 'movimiento de recoger y soltar'. Además, experimentos de biocompatibilidad, que entregó células vivas a la ubicación correcta al encapsular las neuronas receptoras olfativas reales (ORN), se han completado con éxito.
Los microrobots de tipo cápsula desarrollados por el equipo de investigación pueden contener células o fármacos y liberarlos en cualquier lugar objetivo mediante el uso del vórtice de líquido; por lo tanto, pueden minimizar la pérdida de células o fármacos en el entorno externo, proporcionando así los volúmenes correctos. Se espera que este hallazgo pueda usarse para tratar enfermedades como la degeneración de la retina al poder maniobrar en fluidos de bajo flujo en el cuerpo humano como los ojos y el cerebro.
El profesor Choi dijo:"Con el uso de microrobots tipo cápsula, las células y los fármacos pueden encapsularse y liberarse en las ubicaciones deseadas, por lo que se puede prevenir la pérdida y desnaturalización de células y medicamentos debido al entorno externo. Realizaremos más investigaciones para proporcionar diversas aplicaciones médicas en el futuro ".
Mientras tanto, Este resultado de la investigación se publicó como artículo de portada en la edición del 9 de mayo de Advanced Health Care Materials, una revista internacional en el campo de los biomateriales; la investigación se llevó a cabo con el apoyo del Ministerio de Ciencia y TIC de Corea y del Ministerio de Comercio de Corea, Industria, y Energía.
