Los microrobots que cambian de forma administran medicamentos a las células cancerosas
La quimioterapia trata con éxito muchas formas de cáncer, pero los efectos secundarios pueden causar estragos en el resto del cuerpo. La administración de medicamentos directamente a las células cancerosas podría ayudar a reducir estos síntomas desagradables. Ahora, en un estudio de prueba de concepto, los investigadores informan en ACS Nano hicieron microrobots con forma de pez que se guían con imanes a las células cancerosas, donde un cambio en el pH hace que abran la boca y liberen la carga de quimioterapia.
Los científicos han fabricado previamente robots a microescala (menos de 100 µm) que pueden manipular objetos diminutos, pero la mayoría no puede cambiar su forma para realizar tareas complejas, como administrar medicamentos. Algunos grupos han creado objetos impresos en 4D (dispositivos impresos en 3D que cambian de forma en respuesta a ciertos estímulos), pero normalmente solo realizan acciones simples y su movimiento no se puede controlar de forma remota. En un paso hacia las aplicaciones biomédicas para estos dispositivos, Jiawen Li, Li Zhang, Dong Wu y sus colegas querían desarrollar microrobots que cambiaran de forma y que pudieran ser guiados por imanes a sitios específicos para administrar tratamientos. Dado que los tumores existen en microambientes ácidos, el equipo decidió hacer que los microbots cambiaran de forma en respuesta a la disminución del pH.
Luego, los investigadores imprimieron micro-robots 4D en forma de cangrejo, mariposa o pez usando un hidrogel sensible al pH. Al ajustar la densidad de impresión en ciertas áreas de la forma, como los bordes de las garras del cangrejo o las alas de la mariposa, el equipo codificó la transformación de la forma sensible al pH. Luego, hicieron que los microrobots fueran magnéticos colocándolos en una suspensión de nanopartículas de óxido de hierro.
Los investigadores demostraron varias capacidades de los microrobots en diferentes pruebas. Por ejemplo, un microbot con forma de pez tenía una «boca» ajustable que se abría y se cerraba. El equipo demostró que podían guiar a los peces a través de vasos sanguíneos simulados para llegar a las células cancerosas en una región específica de una placa de Petri. Cuando bajaron el pH de la solución circundante, los peces abrieron la boca para liberar un fármaco de quimioterapia, que mató a las células cercanas. Si bien este estudio es una prueba de concepto prometedora, los microrobots deben hacerse aún más pequeños para navegar por los vasos sanguíneos reales, y es necesario identificar un método de imagen adecuado para rastrear sus movimientos en el cuerpo, dicen los investigadores.
Los autores reconocen la financiación de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, el Programa Nacional de Investigación y Desarrollo Clave de China, los principales proyectos de ciencia y tecnología en la provincia de Anhui, los Fondos de Investigación Fundamental para la Universidad Central, la Asociación de Promoción de la Innovación Juvenil de la Academia de Ciencias de China, Hong Kong Research Grants Council, CAS-Croucher Funding Scheme for Joint Laboratories, Hong Kong Special Administration Region of the People’s Republic of China Innovation and Technology Commission y Multi-scale Medical Robotics Centre.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por sociedad Química Americana. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.