Creen microrobots per portar medicaments a punts concrets del cos i evitar efectes secundaris
Sovint els medicaments que ens prenem tenen per objectiu un punt determinat del nostre organisme, de manera que la major part no s'aprofita o, molt pitjor, provoca efectes secundaris greus en altres parts.
És el cas dels medicaments contra la trombosi, que poden produir hemorràgies internes, o les quimioteràpies contra el càncer, fàrmacs molt potents que ataquen els tumors però que també afecten negativament arreu del cos.
Però això pot tenir solució en un futur no gaire llunyà, gràcies a microrobots guiats magnèticament que, a través del sistema circulatori, poden fer arribar el medicament per dins del cos on calgui.
Fa anys que es fan intents per aconseguir-ho, però ara al Laboratori de Robòtica Multiescala, l'MSRL, establert a l'Escola Politècnica de Zúric, a Suïssa, han dissenyat un sistema robotitzat que promet ser el model que servirà d'estàndard d'aquí pocs anys.
"Un sudoku de materials i enginyeria"
Aquest dijous han publicat un article a la revista Science que detalla la recerca que han fet per dissenyar-lo, i en el que afirmen que han aconseguit arribar més lluny que ningú abans.
El químic Salvador Pané, un dels líders de l'equip de Zúric que l'ha dissenyat, ha explicat al 3CatInfo que altres equips havien aconseguit èxits "fragmentaris", però cap no havia creat un sistema sencer:
Posar totes les peces juntes d'aquest sudoku de materials i enginyeria no s'havia fet fins ara.
Càpsules de gelatina magnetitzada
El microrobot, de fet, no és autònom, sinó que és una càpsula magnetitzada que s'introdueix al cos amb un catèter i es fa moure per les venes i les artèries amb camps magnètics generats des de l'exterior del cos.
La càpsula té tres components: una cobertura de gelatina amb nanopartícules d'òxid de ferro, que aporten les propietats magnètiques; un agent de contrast, per poder fer el seguiment amb raig X, i el medicament.
Josep Puigmartí, químic de la Universitat de Barcelona que ha participat en el projecte, ha explicat al 3CatInfo que un dels principals reptes ha estat aconseguir el mètode de fabricació de les càpsules:
El que hem aconseguit és que la gelatina, que és un dels components, solidifiqui, i això és el que permet encapsular-hi els altres dos components.
Les càpsules es poden fabricar amb diferents mides, depenent de l'amplada de la vena o artèria per on hagin de passar, i de moment les han provat al laboratori en simulacions del sistema circulatori del cervell.
En aquest vídeo es pot veure una reproducció de vasos sanguinis amb silicona on hi ha una trombosi, és a dir, un coàgul de sang, com hi fan arribar una càpsula, com la dissolen i com el medicament desfà el coàgul.
Com s'allibera el medicament?
Les càpsules poden alliberar el medicament de dues maneres: dissenyant-les perquè, després d'un temps determinat, es desfacin per si mateixes o, amb camps magnètics d'alta freqüència, escalfant-les perquè es desfacin quan es vulgui.
Segons expliquen Pané i Puigmartí, un altre dels principals reptes era fer moure les càpsules dins el flux de la sang, que de vegades és molt ràpid i de vegades molt lent, i que se n'han sortit.
En concret, estan molt satisfets que el sistema permeti guiar les càpsules en el flux sanguini fent servir els camps magnètics com a "volant" per girar a dreta o a esquerra en les bifurcacions dels vasos.
Les han provat també en caps d'animals vius, en concret de porcs i ovelles, i han comprovat que poden visualitzar-les amb raig X i fer-les anar cap on volen.
Els camps magnètics que mouen les càpsules els generen dos aparells Navion, un sistema de navegació electromagnètica desenvolupat durant les dues últimes dècades per investigadors de l'MSRL de Zúric.
Se situen a banda i banda del cap o l'òrgan en el qual es vol fer actuar la càpsula, que es guia gràcies a les imatges de raig X que permet generar l'agent de contrast que porten.
Fabian Landers, investigador postdoctoral a l'MSRL de Zúric i autor principal de l'article publicat a Science, ha explicat que una gran dificultat ha estat aconseguir que els camps magnètics puguin moure les càpsules.
El repte és garantir que una càpsula tan petita també tingui prou propietats magnètiques.
Càpsules d'entre mig i dos mil·límetres
Les càpsules es poden fabricar amb mides variables d'entre mig mil·límetre i els dos mil·límetres de diàmetre, i escollir la mida depèn de per quins vasos sanguinis hagin de passar i de la quantitat de medicament que calgui.
Segons Pané, la recerca ha aconseguit fer arribar prou medicament a una trombosi per desfer un coàgul de sang, i ara estan treballant per esbrinar quantes càpsules caldrien per atacar un tumor cerebral i com s'hauria de fer el tractament.
Aquesta recerca forma part d'una línia de treball de llarg abast de l'MSRL de Zúric, de la qual ja han sortit algunes empreses spin-off i tot un seguit de patents, tot amb l'objectiu de comercialitzar el sistema.
En aquesta recerca en concret hi han treballat una trentena d'investigadors, la majoria establerts a Zúric, com és el cas de Pané, però també a Catalunya, en el cas de Puigmartí, a Alemanya, a Grècia, a Portugal i a la Xina.
Pané calcula que si la feina que encara falta fer surt bé, aquest sistema robotitzat es podria començar a comercialitzar d'aquí entre set i deu anys.
