Inspirado por los glóbulos blancos que ruedan por las paredes endovasculares antes de transmigrar al sitio de la enfermedad, Los científicos de ETH Zurich han logrado que las partículas se muevan a lo largo de las paredes microscópicas, vasos tridimensionales. Este método podría usarse en terapias contra el cáncer dirigidas.
Cuando los glóbulos blancos son convocados para combatir las bacterias invasoras, se mueven a lo largo de los vasos sanguíneos de una manera específica, es decir., como una pelota impulsada por el viento, ruedan a lo largo de la pared vascular para llegar a su punto de despliegue. Dado que los glóbulos blancos pueden anclarse a la vasculatura, son capaces de moverse en contra de la dirección del flujo sanguíneo.
Este tipo de comportamiento de los glóbulos blancos sirvió de inspiración para el postdoctorado, Daniel Ahmed, que trabajaba en el grupo de investigación del profesor Bradley Nelson en ETH Zurich. En el laboratorio, Ahmed y sus colaboradores desarrollaron un sistema novedoso que permite que los agregados compuestos de partículas magnetizadas rueden a lo largo de un canal en un campo magnético y acústico combinado. Además, Los investigadores del grupo de Jürg Dual han desarrollado estudios numéricos y teóricos del proyecto. Su trabajo fue publicado recientemente en la revista, Comunicaciones de la naturaleza .
La estrategia del mecanismo de transporte de los dispositivos es simple e ingeniosa, es decir., los científicos ponen a disposición comercial, partículas magnéticas biocompatibles en una vasculatura artificial. Cuando se aplica un campo magnético giratorio, estas partículas se autoensamblan en agregados y comienzan a girar alrededor de sus propios ejes. Cuando los investigadores aplican ultrasonido a una frecuencia y presión específicas, los agregados migran hacia la pared y comienzan a rodar a lo largo de los límites. El movimiento de rodadura se inicia una vez que las micropartículas alcanzan un tamaño mínimo de seis micrómetros, que es 1/10 del diámetro de un cabello humano. Cuando los investigadores apagan el campo magnético, los agregados se disocian en sus partes constituyentes y se dispersan en la corriente fluida.
Factible en tejido vivo
Hasta la fecha, Ahmed solo ha probado este sistema en canales artificiales. Sin embargo, él cree que el método es factible para su uso en organismos vivos. Él afirmó, "El objetivo final es utilizar este tipo de mecanismo de transporte para administrar medicamentos en lugares de difícil acceso dentro del cuerpo e integrarlos con las modalidades de imágenes, ", dice. Está pensando en tumores a los que solo se puede llegar a través de capilares estrechos, pero que podrían eliminarse utilizando microterapias rodantes y sus sustancias activas".
La obtención de imágenes in vivo es un desafío importante en el campo de la micro y nanorobótica. La técnica de ecografía y de imágenes magnéticas está bien establecida en la práctica clínica. En la actualidad, hay varias técnicas de imágenes in vivo, p.ej., Imágenes de resonancia magnética (MRI) e imágenes de partículas magnéticas (MPI). Ambos se pueden utilizar para rastrear los agregados de las partículas superparamagnéticas utilizadas en el estudio. El MPI que utiliza Los agentes de contraste de resonancia magnética a base de óxido de hierro son capaces de 3-D, Imágenes de alta resolución en tiempo real. Los investigadores esperan funcionalizar nanofármacos con las partículas de óxido de hierro para permitir el mapeo de la vasculatura y el transporte simultáneo de nanofármacos.
Mejorar la resolución de las imágenes de ultrasonido
El mecanismo desarrollado a través de ultrasonidos es otra aplicación potencial. Por ejemplo, Se pueden incorporar partículas superparamagnéticas y fármacos quimioterapéuticos en las microburbujas poliméricas con cáscara. Las burbujas se utilizan como medio de contraste que podría distribuirse mediante un movimiento giratorio en áreas del cuerpo de difícil acceso. Esto podría mejorar la resolución de las imágenes de ultrasonido.
"En este estudio demostramos la propulsión utilizando microagregados autoensamblados, pero eso es solo el comienzo ", Comentó Daniel Ahmed. El siguiente paso será examinar cómo se comportan los micro-rodillos magnéticos en condiciones de flujo con partículas auxiliares, como glóbulos rojos y blancos, y si es posible persuadir a las partículas magnéticas para que se muevan también contra el flujo. También quiere probar su sistema in vivo en modelos animales.
