Enjambres de nanobots esféricos apenas más grandes que un virus Podría algún día salvar cientos de miles de vidas en todo el mundo cada año si se detuviera hemorragias mortales en el cerebro.
Un equipo internacional de investigadores, dirigido por médicos de la Universidad Jiao Tong de Shanghai y de la Universidad de Edimburgo, desarrolló dispositivos controlados magnéticamente para administrar dosis precisas de agentes coagulantes a través de los vasos sanguíneos del cuerpo para prevenir reventones.
En una demostración de su eficacia potencial, miles de millones de estructuras microscópicas portadoras de fármacos fueron guiadas a través del cuerpo de un animal de prueba para desactivar de forma segura un aneurisma modelo en su carótida.
Si bien la tecnología aún debe probarse en pacientes humanos con riesgo de sufrir un accidente cerebrovascular, el equipo detrás de la innovación ahora confía en que su diseño está a la altura del desafío de administrar cantidades controladas de medicamento en una ubicación precisa sin perder una gota.
“Los nanorobots abrirán nuevas fronteras en la medicina, permitiéndonos potencialmente realizar reparaciones quirúrgicas con menos riesgos que los tratamientos convencionales y dirigir medicamentos con precisión milimétrica a partes del cuerpo de difícil acceso”. dice El coautor principal del estudio, Qi Zhou, un biofísico computacional de la Universidad de Edimburgo.
“Nuestro estudio es un paso importante para acercar estas tecnologías al tratamiento de enfermedades críticas en un entorno clínico”.
Con un diámetro promedio de apenas 300 nanómetros, cada partícula individual consta de un núcleo de magnetita rodeado por una carga útil de un agente coagulante llamado trombinaque a su vez está encapsulado por una capa protectora hecha de una sustancia que se derrite exactamente a 42,5 grados Celsius (108,5 grados Fahrenheit), justo por encima de la temperatura del cuerpo humano.
Sometido a las fuerzas de torsión de un campo magnético bajo la guía de un técnico, el núcleo de óxido de hierro arrastra la nanopartícula a través de un laberinto de vasos sanguíneos trazados mediante ultrasonidos. Solo cuando los robots están a salvo dentro del aneurisma, se los somete a un campo magnético que cambia rápidamente para fundir su recubrimiento. Esto inicia el proceso de coagulación y evita que el vaso sanguíneo reviente.
El equipo de investigación puso a prueba su innovación en una serie de ensayos para comprobar su eficacia en la coagulación, los puntos de fusión, la resistencia a la degradación y, en última instancia, su capacidad para funcionar de forma segura dentro de un organismo. Se inyectó una solución de nanobots a una distancia corta a través de la carótida del animal hasta un modelo que se debilitaba en la pared de la arteria, donde las partículas se detuvieron y se las obligó a liberar su carga cuando se les ordenó.
Los investigadores descubrieron que no había señales de inflamación ni de daños involuntarios debido al proceso de calentamiento ni a la administración del medicamento, lo que es un buen augurio para futuras pruebas.
Los aneurismas cerebrales afectan alrededor del 3 por ciento de personas en todo el mundo. Aunque solo un pequeño porcentaje de estos se rompen, las consecuencias de que derramen su contenido vital son nefastas, y suelen provocar debilitamiento y muerte en lo que comúnmente se conoce como accidente cerebrovascular isquémico.
Son causadas por un adelgazamiento de la pared de un vaso sanguíneo. Comúnmente prevenido de romperse mediante procedimientos quirúrgicos que cortan o desvían la sección debilitada, o emplean espiral endovascular para bloquear el flujo de sangre hacia el fondo de saco abultado.
Al utilizar nanobots como una forma de tapón endovascular, los especialistas médicos pueden evitar el posible rechazo de los clips o los riesgos de la cirugía y la derivación de los vasos sanguíneos.
Se requerirán innovaciones adicionales para garantizar que los nanobots puedan moverse a través de las profundidades del cuerpo humano, más allá de lo que los campos magnéticos pueden alcanzar actualmente.
Sin embargo, en lo que respecta a la prueba de concepto, este servicio paramédico microscópico podría algún día ser la forma segura y rápida de evitar que un vaso sanguíneo inestable reviente y acabe con una vida.
Esta investigación fue publicada en Pequeño.