El nuevo microrobot inspirado en las larvas de estrellas de mar remueve cuentas de pl\u00e1stico. Cr\u00e9dito: Cornel Dillinger\/ETH Zurich <\/p>\n
Investigadores de ETH Zurich han desarrollado un peque\u00f1o robot que imita el movimiento de una larva de estrella de mar. Est\u00e1 impulsado por ondas de sonido y est\u00e1 equipado con diminutos pelos que dirigen el fluido a su alrededor, al igual que su modelo natural. En el futuro, estos micronadadores podr\u00edan administrar medicamentos a las c\u00e9lulas enfermas con una precisi\u00f3n milim\u00e9trica. <\/p>\n
Entre los cient\u00edficos, hay un gran inter\u00e9s en las m\u00e1quinas diminutas que est\u00e1n destinadas a revolucionar la medicina. Estos microrobots, a menudo de una fracci\u00f3n del di\u00e1metro de un cabello, est\u00e1n hechos para nadar a trav\u00e9s del cuerpo para administrar medicamentos en \u00e1reas espec\u00edficas y realizar los procedimientos quir\u00fargicos m\u00e1s peque\u00f1os.<\/p>\n
Los dise\u00f1os de estos robots a menudo se inspiran en microorganismos naturales como bacterias o algas. Ahora, por primera vez, un grupo de investigaci\u00f3n de ETH Zurich ha desarrollado un dise\u00f1o de microrobot inspirado en las larvas de estrellas de mar, que utilizan bandas ciliares en su superficie para nadar y alimentarse. El sistema sint\u00e9tico activado por ultrasonido imita la disposici\u00f3n natural de las bandas ciliares de las estrellas de mar y aprovecha la ac\u00fastica no lineal para replicar el movimiento de la larva y las t\u00e9cnicas de manipulaci\u00f3n.<\/p>\n
Pelos para expulsar el l\u00edquido o succionarlo<\/p>\n
A primera vista, los microrobots tienen poca similitud con las larvas de estrellas de mar. En su etapa larvaria, una estrella de mar tiene un cuerpo lobulado que mide solo unos pocos mil\u00edmetros de ancho. Mientras tanto, el microrobot es un rect\u00e1ngulo y diez veces m\u00e1s peque\u00f1o, solo un cuarto de mil\u00edmetro de ancho. Pero los dos comparten una caracter\u00edstica importante: una serie de pelos finos y m\u00f3viles en la superficie, llamados cilios.<\/p>\n
Una larva de estrella de mar est\u00e1 cubierta con cientos de miles de estos pelos. Dispuestos en filas, golpean de un lado a otro de manera coordinada, creando remolinos en el agua circundante. La orientaci\u00f3n relativa de dos filas determina el resultado final: inclinar dos bandas de cilios que golpean entre s\u00ed crea un v\u00f3rtice con un efecto de empuje, impulsando la larva. Por otro lado, inclinar dos bandas separadas una de la otra crea un v\u00f3rtice que atrae l\u00edquido, atrapando part\u00edculas de las que se alimenta la larva.<\/p>\n
Dependiendo de si est\u00e1 nadando o aliment\u00e1ndose, la larva de estrella de mar genera diferentes patrones de v\u00f3rtices. Cr\u00e9dito: Laboratorio Prakash, Universidad de Stanford <\/p>\n
Los nadadores artificiales laten m\u00e1s r\u00e1pido<\/p>\n
Estos cilios fueron el elemento de dise\u00f1o clave para el nuevo microrobot desarrollado por investigadores de ETH dirigidos por Daniel Ahmed, quien es profesor de rob\u00f3tica ac\u00fastica de por vida. ciencias y salud. \u00abAl principio\u00bb, dijo Ahmed, \u00absimplemente quer\u00edamos probar si pod\u00edamos crear v\u00f3rtices similares a los de la larva de la estrella de mar con filas de cilios inclinados hacia o alej\u00e1ndose uno del otro\u00bb.<\/p>\n
Con este fin, Los investigadores usaron fotolitograf\u00eda para construir un microrobot con bandas ciliares adecuadamente inclinadas. Luego aplicaron ondas de ultrasonido de una fuente externa para hacer que los cilios oscilaran. Las versiones sint\u00e9ticas lat\u00edan de un lado a otro m\u00e1s de diez mil veces por segundo, unas mil veces m\u00e1s r\u00e1pido que las de una larva de estrella de mar. Y al igual que con la larva, estos cilios batientes se pueden usar para generar un v\u00f3rtice con un efecto de succi\u00f3n en la parte delantera y un v\u00f3rtice con un efecto de empuje en la parte trasera, el efecto combinado \u00abimpulsando\u00bb al robot hacia adelante.<\/p>\n
En su laboratorio, los investigadores demostraron que los microrobots pueden nadar en l\u00ednea recta a trav\u00e9s de l\u00edquidos como el agua. Agregar peque\u00f1as perlas de pl\u00e1stico al agua hizo posible visualizar los v\u00f3rtices creados por el microrobot. El resultado es asombroso: tanto la larva de estrella de mar como los microrobots generan patrones de flujo pr\u00e1cticamente id\u00e9nticos.<\/p>\n
A continuaci\u00f3n, los investigadores colocaron las bandas ciliares de manera que un v\u00f3rtice de succi\u00f3n se colocara junto a un v\u00f3rtice de empuje, imitando la t\u00e9cnica de alimentaci\u00f3n utilizada por la larva de estrella de mar . Este arreglo permiti\u00f3 a los robots recolectar part\u00edculas y enviarlas en una direcci\u00f3n predeterminada.<\/p>\n
Adem\u00e1s de nadar, el nuevo microrobot puede recolectar part\u00edculas y dirigirlas en una direcci\u00f3n predeterminada. Cr\u00e9dito: Cornel Dillinger\/ETH Zurich <\/p>\n
El ultrasonido ofrece muchas ventajas<\/p>\n
Ahmed est\u00e1 convencido de que este nuevo tipo de microrobot estar\u00e1 listo para su uso en medicina en un futuro previsible. Esto se debe a que un sistema que se basa \u00fanicamente en el ultrasonido ofrece ventajas decisivas: las ondas de ultrasonido ya se utilizan ampliamente en im\u00e1genes, penetran profundamente en el cuerpo y no presentan riesgos para la salud.<\/p>\n
El hecho de que esta terapia requiera solo un El dispositivo de ultrasonido lo hace barato, agrega, y por lo tanto adecuado para su uso tanto en pa\u00edses desarrollados como en v\u00edas de desarrollo.<\/p>\n
Ahmed cree que un campo inicial de aplicaci\u00f3n podr\u00eda ser el tratamiento de tumores g\u00e1stricos. La absorci\u00f3n de f\u00e1rmacos convencionales por difusi\u00f3n es ineficiente, pero tener microrobots que transporten un f\u00e1rmaco espec\u00edficamente al sitio de un tumor estomacal y luego lo administren all\u00ed podr\u00eda hacer que la absorci\u00f3n del f\u00e1rmaco en las c\u00e9lulas tumorales sea m\u00e1s eficiente y reducir los efectos secundarios.<\/p>\n
Im\u00e1genes m\u00e1s n\u00edtidas gracias a los agentes de contraste<\/p>\n
Pero antes de que esta visi\u00f3n pueda hacerse realidad, queda un gran desaf\u00edo por superar: la obtenci\u00f3n de im\u00e1genes. Dirigir las diminutas m\u00e1quinas al lugar correcto requiere que se genere una imagen n\u00edtida en tiempo real. Los investigadores tienen planes para hacer que los microrobots sean m\u00e1s visibles al incorporar agentes de contraste como los que ya se usan en im\u00e1genes m\u00e9dicas con ultrasonido.<\/p>\n
Adem\u00e1s de las aplicaciones m\u00e9dicas, Ahmed anticipa que este dise\u00f1o inspirado en las estrellas de mar tendr\u00e1 importantes implicaciones para la manipulaci\u00f3n de los vol\u00famenes de l\u00edquido m\u00e1s peque\u00f1os en la investigaci\u00f3n y en la industria. Bandas de cilios batientes podr\u00edan ejecutar tareas como mezclar, bombear y atrapar part\u00edculas. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Las larvas de estrellas de mar crean complejos remolinos de agua para comer y correr M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Cornel Dillinger et al, Bandas ciliares activadas por ultrasonido para sistemas microrob\u00f3ticos inspirados en estrellas de mar, Nature Communications (2021) ). DOI: 10.1038\/s41467-021-26607-y Informaci\u00f3n del diario:<\/strong> Nature Communications <\/p>\n Proporcionado por ETH Zurich Cita<\/strong>: Los microrobots dise\u00f1ados para administrar medicamentos a las c\u00e9lulas enfermas encuentran inspiraci\u00f3n in starfish larva (2021, 9 de noviembre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2021-11-microrobots-drugs-diseased-cells-starfish.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" El nuevo microrobot inspirado en las larvas de estrellas de mar remueve cuentas de pl\u00e1stico. Cr\u00e9dito: Cornel Dillinger\/ETH Zurich Investigadores de ETH Zurich han desarrollado un peque\u00f1o robot que imita el movimiento de una larva de estrella de mar. Est\u00e1 impulsado por ondas de sonido y est\u00e1 equipado con diminutos pelos que dirigen el fluido … Continuar leyendo \u00abLos microrobots dise\u00f1ados para administrar medicamentos a las c\u00e9lulas enfermas se inspiran en las larvas de estrellas de mar\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-2955","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2955","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2955"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2955\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2955"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2955"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2955"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}