Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) desenvolveram microrrobôs minúsculos, em formato 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 um avanço notável na medicina, pois esses robôs podem ser absorvidos pelo organismo sem causar danos, além de liberarem agentes terapêuticos de forma controlada.
Para que sejam eficazes, os microrrobôs acústicos biorreabsorvíveis (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 resolver todos esses problemas. (Relacionado: Nanobots ou Nanoestruturas Lipídicas? O Que Realmente Foi Encontrado nas Injeções de mRNA COVID-19)
“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 fármaco de forma controlada e eficiente”, explica Gao, que também é pesquisador do Heritage Medical Research Institute e coautor do novo estudo sobre os robôs.
Embora o conceito de microrrobôs médicos não seja inédito, os avanços feitos por essa equipe são notáveis. Em vez de simplesmente liberar um composto no organismo 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 o controle sobre esses robôs são possibilitados pelo uso de nanopartículas magnéticas, que permitem o deslocamento por meio de um campo magnético, e pela utilização de ultrassom para impulsioná-los através dos biofluidos. (Veja também: Grafeno pode montar eletrônicos de radiofrequência em sistemas biológicos e é um ingrediente chave em vacinas COVID)
Os microrrobôs são feitos de um hidrogel chamado poli(etilenoglicol) diacrilato, que é biocompatível — funcionando 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 pesquisadora do Caltech, foi possível criar esferas com apenas 30 mícrons de diâmetro, tamanho semelhante ao de um fio de cabelo humano.
Segundo a cientista, essa estrutura é muito complexa de fabricar e exige o domínio de técnicas específicas para evitar que as esferas colapsem sobre si mesmas. (Veja também: Cuidado, você pode ter ingerido uma pílula com microchip biológico — Aprovada pelo FDA, e uma revelação do CEO da Pfizer em 2018)
“Fomos capazes não apenas de sintetizar a resina que contém toda a biofuncionalização e os elementos medicamente necessários, mas também de moldá-los em uma forma esférica precisa com a cavidade exigida”, detalha Greer.
Essas microestruturas podem carregar tanto o agente terapêutico quanto as nanopartículas magnéticas. Além disso, os robôs foram projetados para impedir a aglomeração durante a navegação pelo corpo, garantindo que retenham uma bolha de ar.
Testes revelam diminuição em tumores
As bolhas, que duram até vários dias, são essenciais para a movimentação e para o monitoramento em tempo real por meio de ultrassom. Em testes realizados em camundongos com tumores de bexiga, os microrrobôs mostraram eficácia superior na redução do tamanho das massas tumorais em comparação aos tratamentos tradicionais.
Para Gao, esta é uma plataforma muito promissora para a administração de medicamentos e para cirurgias de precisão, 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 variadas condições. A longo prazo, esperamos testar a tecnologia em humanos”, avalia o professor.
Com o potencial de transformar a entrega de fármacos e tratamentos, a equipe do Caltech espera avançar para testes clínicos em humanos no futuro próximo. A pesquisa também recebeu apoio da National Science Foundation, agência governamental americana.
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