Diminutos robots biohíbridos para la administración inteligente de medicamentos
Científicos del Instituto de Tecnología de Beijing revisaron el progreso y las perspectivas de los micro y nanorobots biohíbridos para la administración inteligente de medicamentos. Crédito: Jinhua Li, Instituto de Tecnología de Beijing
Un artículo de revisión realizado por científicos del Instituto de Tecnología de Beijing resumió los avances recientes en el uso de micro y nanorobots biohíbridos inteligentes para aplicaciones médicas humanas.
El nuevo artículo de revisión, publicado el 10 de febrero en la revista Cyborg and Bionic Systems, proporcionó una descripción general de cómo se diseñan y fabrican pequeños robots con partes vivas para realizar tareas como la administración efectiva de medicamentos a los tejidos del cuerpo.
«Estos micro y nanorobots biohíbridos están siendo ampliamente investigados en el campo de la administración inteligente de medicamentos para la terapia de precisión del cáncer y otras enfermedades», explicó el autor del estudio, Jinhua Li, profesor del Instituto de Tecnología de Beijing.
El campo emergente de la microrobótica abarca la investigación y el desarrollo de robots en una escala micrométrica para aplicaciones del mundo real. «Este campo de investigación emergente ha recibido una atención cada vez mayor, especialmente después de que las máquinas moleculares fueran seleccionadas como el tema del Premio Nobel de Química 2016», dijeron los autores del estudio. Los microrobots biohíbridos que revisaron tienen componentes biológicos vivos y componentes no vivos; por lo general, un transportador artificial nada o se arrastra para transportar componentes vivos a donde realizan tareas en el cuerpo humano.
Los micro y nanorobots biohíbridos prometen revolucionar la medicina porque se pueden controlar de forma remota para realizar una operación bioquímica con alta precisión. Además del tratamiento del cáncer, estos robots podrían desempeñar funciones en otras tareas a pequeña escala, como la microcirugía de células, la fertilización asistida y la ingeniería de tejidos. «Los escenarios de aplicación de micro y nanorobots biohíbridos se pueden expandir desde el tratamiento del cáncer actualmente enfocado a muchos otros campos de investigación», dijo Li.
La revisión recién publicada analizó los usos potenciales de varios robots biohíbridos. Su tamaño oscila entre aproximadamente 1 m y aproximadamente 20 m, y la variación se debe en gran medida a sus componentes. Por ejemplo, en el extremo pequeño (nano), un robot basado en ADN puede administrar la trombina, un agente coagulante de la sangre, para detener el flujo de sangre a una célula tumoral cancerosa. En el extremo más grande (micro), un robot basado en esperma puede administrar el anticoagulante heparina para tratar una enfermedad del sistema circulatorio.
Los autores del estudio agruparon micro y nanorobots biohíbridos en seis categorías funcionales: basados en leucocitos; a base de eritrocitos; a base de microorganismos; basado en citomembrana; basado en ADN/enzimas; y a base de esperma. Los microrobots de plaquetas, por ejemplo, tienen un largo tiempo de circulación en el torrente sanguíneo que les permite acumular y administrar medicamentos a un tejido específico. Los microrobots de leucocitos, construidos con células inmunitarias, tienen la capacidad única de navegar quimiotácticamente hacia una infección para administrar medicamentos.
De cara al futuro, el equipo prevé incorporar componentes biológicos novedosos en robots biohíbridos. Por ejemplo, cuando se introduce un robot, un desafío es superar la respuesta inmune humana. Si las bacterias que ya están en el cuerpo de una persona se aprovecharan para realizar tareas terapéuticas, eso podría aliviar una respuesta inmune así como el riesgo de introducir patógenos.
Otro desafío es la eficiencia de la fabricación de los diminutos portadores no vivos. La investigación y el desarrollo futuros probablemente generarán formas novedosas de transportar las partes biológicas, como campos magnéticos o luz; avances en técnicas para fabricar las partes no vivas; y técnicas de imagen mejoradas como MRI e imágenes de partículas magnéticas. Los investigadores esperan que los robots biohíbridos se vuelvan aún más sofisticados y especializados para llevar a cabo tareas médicas complejas.
«El campo de investigación de los micro y nanorobots biohíbridos para la administración de fármacos aún está en pañales», dijo Li, explicando que la mayoría de los estudios se han realizado en el laboratorio con pocos estudios en humanos. Los robots biohíbridos podrían ser útiles en muchos aspectos de la medicina, incluida la microcirugía celular, la terapia génica y la ingeniería para reparar o reemplazar tejidos dañados. El documento de revisión pide a investigadores, profesionales médicos, ingenieros y otros expertos que organicen en colaboración la investigación sobre microrobots biohíbridos en aplicaciones prácticas en entornos clínicos.
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Microrobots personalizados nadan a través de barreras biológicas, entregan medicamentos a las células Más información: Jinhua Li et al, Biohybrid Micro- and Nanorobots for Intelligent Drug Delivery, Cyborg and Bionic Systems ( 2022). DOI: 10.34133/2022/9824057 Proporcionado por Beijing Institute of Technology Press Cita: Pequeños robots biohíbridos para la administración inteligente de fármacos (2 de marzo de 2022) consultado el 29 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news /2022-03-tiny-biohybrid-robots-intelligent-drug.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.