Pesquisadores criam nano robôs para distribuir remédios pelo corpo

Pesquisadores criam nano robôs para distribuir remédios pelo corpo

O que vem à mente quando você ouve a palavra “robô”? Um quadrupedal da Boston Dynamics? Ou nano robôs flexíveis, praticamente microscópicos, que podem nadar através de fluidos corporais? Provavelmente não é o último desses três, mas é aquele que pode algum dia entregar remédios que salvam vidas nos lugares difíceis de alcançar dentro do seu corpo.

Em um artigo publicado na revista Science Advances, uma equipe de cientistas da EPFL e ETH Zurich descreve um projeto de robô inspirado em bactérias que é biocompatível, capaz de modificar sua forma conforme necessário e pode passar por vasos sanguíneos estreitos sem comprometer a velocidade. Curiosamente, Selman Sakar, um dos principais autores do artigo, disse que ele e seus colegas seguiram uma variante do origami – kirigami – para projetar e dobrar a estrutura externa.

“Nossos nano robôs têm uma composição e estrutura especiais que permitem que eles se adaptem às características do fluido pelo qual estão se movendo”, disse Sakar em um comunicado. “Por exemplo, se eles encontram uma mudança na viscosidade ou concentração osmótica, eles modificam sua forma para manter sua velocidade e manobrabilidade sem perder o controle da direção do movimento.”

O segredo é o que é chamado nanocompósito de hidrogel, uma rede de polímeros fortemente ligada, cheia de nanomateriais, hidratada e relativamente elástica. Em vez de colocar sensores miniaturizados, baterias e atuadores dentro dos nano robôs, os pesquisadores colocaram nanopartículas magnéticas nos nanocompósitos que respondem às mudanças nos campos elétricos circundantes. Os nano robôs podem então ser “programados” para se deformarem no comando ou antecipadamente, ou deixados para navegar pelas cavidades de forma autônoma, alavancando o fluxo de fluido.

A outra vantagem importante dos robôs? Uma lista baixa de materiais. Sakar e o co-autor Bradley Nelson dizem que podem ser fabricados em volume a um custo “razoável”.

“A natureza desenvolveu uma infinidade de micro-organismos que mudam de forma à medida que suas condições ambientais mudam. Esse princípio básico inspirou nosso projeto de nano robôs ”, disse Nelson. “O principal desafio para nós foi desenvolver a física que descreve os tipos de mudanças em que estávamos interessados ​​e depois integrá-la a novas tecnologias de fabricação”.

No futuro, a equipe planeja melhorar o desempenho das máquinas para navegar por fluidos complexos. Assim que o fizerem, pode não demorar muito para o seu médico prescrever uma dose de nano robôs ingeríveis.

Referência

H.-W. HUANG, F. E. USLU, P. KATSAMBA, E. LAUGA, M. S. SAKAR, B. J. NELSON. Adaptive locomotion of artificial microswimmers. SCIENCE ADVANCES18 JAN 2019 : EAAU1532

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