Un equipo de investigadores de la
Universidad de Hong Kong ha desarrollado el primer nanorrobot guiado por luz,
un dispositivo microscópico que tiene el potencial de poder ser inyectado en el
cuerpo humano y ser dirigido a través de su torrente sanguíneo, ayudando en el
futuro a los cirujanos a transportar con precisión medicinas hasta ciertos
tejidos o a eliminar tumores de manera controlada.
El grupo investigador, compuesto por ocho miembros del
Departamento de Química y encabezado por el profesor Tang Jinyao, lleva tres
años trabajando en este proyecto, y el pasado octubre presentó sus hallazgos en
las páginas de la revista científica Nature Nanotechnology.
El tamaño de este
particular submarino oscila entre los cinco y los 10 micrometros, por lo que su
dimensión es comparable a la de una célula sanguínea. Además, según relató Tang
a EL MUNDO, la estructura se asemeja a un pequeño árbol elaborado con silicio y
óxido de titanio, dos materiales semiconductores de bajo coste, muy sensibles a
la luz y biocompatibles con el ser humano. "Durante la síntesis, los
componentes adoptan la forma de nanocables que más tarde se disponen en una
pequeña estructura de nanoárbol", señala mientras muestra la maqueta del
prototipo, un aparato "simple" similar a una escobilla de
baño.
Anteriormente, el único método para controlar remotamente un nanorrobot de
este tipo era mediante la incorporación de un diminuto campo magnético dentro
del dispositivo, un sistema muy limitado a la hora de poder transmitirle
información y de dirigirlo desde el exterior.
Por eso, uno de los grandes
avances conseguidos por el equipo hongkonés radica en el hecho de haber creado
un mecanismo que puede ser controlado mediante la luz, un elemento natural que
cuenta con más variaciones de color, dirección y puntos focales que un campo
magnético. "Este nanorrobot puede responder al brillo de una luz como las
polillas que se sienten atraídas por las llamas", explicó. "Se mueven
como si pudieran verla y dirigirse hacia ella".
Según comenta, la luz
facilita el manejo de estos diminutos aparatos, ya que permiten realizar
maniobras más complejas dentro del cuerpo, mientras que los que son conducidos
por campos magnéticos están más limitados a pesar de tener más potencia.
"La luz es una opción más efectiva para comunicarse entre el mundo
microscópico y macroscópico. Dependerá de la aplicación que se les quiera dar,
pero en el futuro, lo ideal sería combinarlos", aseguró Tang.
La inspiración
les llegó a través de la observación de la naturaleza. En concreto, del
movimiento de algunas algas verdes, unos organismos unicelulares que han
evolucionado con la capacidad de percibir la dirección y la intensidad de la
luz a su alrededor y nadar hacia esa fuente para realizar la
fotosíntesis.
"Aunque el actual nanorrobot no puede ser todavía utilizado
para el tratamiento de una enfermedad, estamos trabajando en la próxima
generación de sistemas nanorrobóticos, que serán más eficientes y
biocompatibles", aseguró Tang, que cree que necesitan entre cinco y 10
años más para lograr un sistema completamente compatible con el ser humano. Sus
aplicaciones para la biomedicina se intuyen amplias, aunque primero deben
testarlo en animales -algo que planean hacer en breve si reciben el apoyo
necesario- para luego pasar a probarlo en humanos.
En medicina, los tratamientos
convencionales para tratar el cáncer como la quimioterapia o la radioterapia
actúan como una bomba que destruye las células cancerosas, pero que también dañan
en el proceso a tejidos sanos. "Nuestro modelo sería capaz de llevar la
medicación directamente a las células enfermas, repararlas y bloquear su
crecimiento -o incluso eliminarlas- sin dañar a las sanas de
alrededor".
Limitaciones que hay que mejorar
Según Tang, ya existen otros
modelos que son capaces de navegar por la sangre de manera pasiva, esperando
encontrarse con células dañadas para actuar sobre ellas. "Sin embargo, los
nuestros son nadadores activos. Queremos que desde un principio puedan ser dirigidos
hacia los tejidos dañados", agregó. Para ello, se plantean usar un tipo de
luz para guiar al aparato hasta la zona dañada y luego emplear otra de un color
o intensidad diferente para transmitir instrucciones como la de que libere el
medicamento que porta, algo en lo que trabajarán en el futuro.
Sin embargo, los
problemas que afrontan son diversos. En la etapa actual, este pequeño robot es
guiado por la luz ultravioleta, fácilmente detectable pero que causa radiación.
Por eso, el equipo está explorando la posibilidad de que el dispositivo sea
impulsado por rayos infrarrojos, que emiten una energía más baja y por lo tanto
causan menos daño.
Además, al funcionar como una batería solar, el motor
requiere de una solución acuosa para producir una reacción química.
Tradicionalmente se ha empleado el agua oxigenada, dañina para el ser humano,
por lo que los investigadores están buscando posibles elementos químicos que
simulen los componentes de la sangre para mejorar la compatibilidad del motor
en el cuerpo humano.
Durante décadas, la ciencia ficción ha soñado con diminutos
robots que pueden cambiar nuestra vida, como sucedía en la famosa película El
viaje fantástico, en la que un grupo de doctores conducía un submarino
microscópico dentro de un cuerpo humano para reparar un cerebro dañado.
Pero con
el paso del tiempo, el desarrollo de la tecnología ha llevado al descubrimiento
de componentes microscópicos que se presentan claves para la curación en el
futuro, con algunos científicos asegurando que en 10 o 20 años veremos
nanorrobots verdaderamente eficaces contra el cáncer y otras enfermedades.
Fuente: Diario El Mundo - Ver más sobre Tecnología y Salud
