Salud: micro y nanorobots

Hidalgo /

La navegación magnética remota es sin ataduras y relativamente segura ya que en la actualidad no existen reportes de efectos adversos causados por campos magnéticos menores a 10 Teslas en tejidos biológicos. Por ejemplo, dentro del cuerpo humano permite la actuación y locomoción de objetos atados y no atados sin necesidad de una fuente de alimentación local.

La necesidad de avanzar en el desarrollo, control e investigación en tecnología de microrobótica para abordar desafíos específicos en sus diversas aplicaciones tales como la manipulación de átomos y partículas, cirugías, aplicación directa de medicamentos, fabricación a nanoescala, entre otras, hacen que sea imprescindible el desarrollo de sistemas de micromanipulación. La manipulación a escala microscópica es crucial en aplicaciones médicas donde se requiere acceder a áreas delicadas y de difícil acceso dentro del cuerpo humano, como el tejido cerebral o las células individuales. Los micro o nanorobots pueden ser guiados utilizando campos magnéticos externos, lo que reduce el riesgo de complicaciones y acelera la recuperación del paciente en el tratamiento de enfermedades como el cáncer, donde la administración precisa de medicamentos puede aumentar la eficacia del tratamiento y reducir los efectos secundarios, así como la manipulación celular en biopsias o en tejidos de difícil de acceso o para llevar a cabo estudios detallados a nivel celular.

El movimiento consiste en un campo magnético generado por uno o más imanes en una o en todas las articulaciones del robot. Por medio de los campos magnéticos atiende un desplazamiento o una deformación (cambio geométrico), o ambas, logrando la locomoción mediante un campo magnético dinámico externo que controla al nanorobot para la aplicación final, es decir, presenta control sin ataduras y respuesta rápida.

El entorno de aplicación y el desarrollo de robots a escala milimétrica plantea una serie de problemáticas definidas, primero, en el sistema de actuación magnética, posteriormente en el desarrollo del robot que se encuentra bajo dos interacciones: una pasiva debida al medio ambiente en el cual se localiza por ejemplo el torrente sanguíneo o tejidos biológicos, y otra activa que refiere los campos magnéticos los cuales controlan el movimiento. Los métodos de control comúnmente utilizados son la modificación de un campo magnético en rotación y un campo magnético uniforme oscilante, sin embargo, la problemática principal respecto al sistema de actuación es generar el gradiente del campo magnético y el par deseado para obtener una conversión de movimiento y actitud acorde a las características de locomoción.

Hoy hay una investigación para el desarrollo y control en el espacio de un microrobot magnético nanoestructurado por el Instituto Tecnológico de Huichapan y el Laboratorio de Nanotecnología, sistemas Biológicos y Aplicaciones industriales de la Universidad Politécnica de Pachuca.



  • Luis Serna
  • Docente de la Maestría en Ingeniería Mecatrónica
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