Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) desenvolveram microrrobôs minúsculos, em forma de esferas semelhantes a bolhas, com o objetivo de entregar medicamentos de maneira precisa e eficiente diretamente nas áreas do corpo que necessitam de tratamento.
Descrita em um artigo publicado no site ScienceDaily, a inovação marca notável avanço notável na medicina, pois esses robôs podem ser absorvidos pelo corpo sem causar danos, além de entregarem agentes terapêuticos controladamente.
Para que possam ser eficazes, os microrrobôs acústicos bioreabsorvíveis (BAM) precisam resistir a condições adversas, como os ácidos estomacais, ser controlados com precisão em ambientes naturais complexos e liberar sua carga terapêutica somente no local desejado, sem deixar resíduos tóxicos no corpo.
O professor de engenharia médica no Caltech, Wei Gao, relata que os cientistas projetaram uma plataforma única para poder resolver todos esses problemas.
“Em vez de colocar um medicamento no corpo e deixá-lo se difundir por todo lugar, agora podemos guiar nossos microrrobôs diretamente para o local do tumor e liberar o medicamento de forma controlada e eficiente”, explica Gao, que também é pesquisador do Heritage Medical Research Institute e coautor do novo artigo sobre os robôs.
Embora o conceito de microrrobôs médicos não seja novo, os avanços feitos por essa equipe são notáveis. Em vez de simplesmente liberar um medicamento no corpo e esperar que ele se espalhe, o novo método permite que os robôs sejam guiados até o alvo exato, aumentando a eficácia do tratamento e minimizando os efeitos colaterais.
Nanopartículas e biocompatibilidade
A precisão e controle sobre esses robôs são possibilitados pelo uso de nanopartículas magnéticas, que permitem que os robôs se desloquem por um campo magnético, e pela utilização de ultrassom para impulsioná-los através dos biofluidos.
Os microrrobôs são feitos de um hidrogel chamado poli (etilenoglicol) diacrilato, que é biocompatível — funciona com uma resposta apropriada do hospedeiro em uma aplicação específica — e capaz de reter grandes quantidades de fluido, tornando-os ideais para uso no corpo humano.
Graças à técnica de litografia de polimerização de dois fótons (TPP), utilizada pela equipe de Julia R. Greer, também do Caltech, foi possível criar esferas com apenas 30 mícrons de diâmetro — tamanho semelhante ao de um fio de cabelo humano.
Segundo a pesquisadora, essa esfera é muito complicada de escrever e é necessário conhecer certos truques do ofício para evitar que as esferas colapsem sobre si mesmas.
“Fomos capazes não apenas de sintetizar a resina que contém toda a biofuncionalização e todos os elementos medicamente necessários, mas fomos capazes de escrevê-los em uma forma esférica precisa com a cavidade necessária”, detalha Greer.
Essas microestruturas podem carregar tanto o medicamento terapêutico quanto as nanopartículas magnéticas. Além disso, os robôs foram projetados de modo a impedir a aglomeração durante a navegação pelo corpo, garantindo que eles retenham uma bolha de ar.
Testes revelam diminuição em tumores
As bolhas, que duram até vários dias, são essenciais para o movimento e para o monitoramento em tempo real através de ultrassom. Em testes realizados em camundongos com tumores de bexiga, os microrrobôs mostraram uma eficácia superior na redução do tamanho dos tumores em comparação com tratamentos tradicionais.
Para Gao, essa é uma plataforma muito promissora para administração de medicamentos e cirurgias de precisão — realizadas com procedimentos que oferecem maior segurança ao paciente.
“Olhando para o futuro, poderíamos avaliar o uso deste robô como uma plataforma para administrar diferentes tipos de cargas úteis terapêuticas ou agentes para diferentes condições. E, a longo prazo, esperamos testar isso em humanos”, avalia o professor.
Com o potencial de transformar a entrega de medicamentos e tratamentos, a equipe do Caltech espera testar essa tecnologia em humanos no futuro próximo. A pesquisa foi também apoiada pela National Science Foundation, agência governamental americana.
