Nanorobots, más pequeños que las bacterias, podrían administrar medicamentos directamente en la arteria donde nace un aneurisma cerebral, previniendo un derrame devastador.
El nuevo estudio revela que estos robots, mucho más pequeños que las células sanguíneas, podrían administrar medicamentos formadores de coágulos donde más se necesitan. La tecnología aún no se ha probado en humanos pero si ha funcionado con conejos.
Los aneurismas pueden formarse en cualquier arteria del cuerpo. Cuando se forman en el cerebro, pueden explotar y provocar un derrame cerebral. Para idear una nueva solución para estos peligrosos eventos, Zhou y sus colegas desarrollaron nanobots que miden sólo 295 nanómetros de diámetro.
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Para tener una referencia, un virus típico tiene unos 100 nanómetros de ancho y la mayoría de las bacterias miden en el rango de 1.000 nanómetros.
El desarrollo científico podría convertirse en una alternativa a los stents y espirales que se utilizan actualmente para estabilizar los aneurismas en pacientes humanos.
Estos implantes pueden detener el sangrado causado por un aneurisma, en el que la pared de una arteria se debilita y se hincha. Sin embargo, los tratamientos también pueden tener problemas, como el riesgo de que vuelva a sangrar o que el procedimiento solo repare parcialmente el aneurisma.
También puede ser necesario tomar anticoagulantes de forma indefinida para evitar coágulos, afirma Qi Zhou, investigador asociado en ingeniería bioinspirada de la Universidad de Edimburgo y coautor del artículo que describe los nanorobots.
“Nuestros nanorobots magnéticos controlados de forma remota proporcionan una forma más precisa y segura de sellar rápidamente aneurismas cerebrales sin utilizar implantes. También pueden mitigar la ardua tarea de los cirujanos de pasar un microcatéter largo y delgado a través de complejas redes de vasos sanguíneos”, declara Zhou para WordsSideKick.com.
Cada robot utilizado consta de un núcleo magnético, un agente coagulante llamado trombina que trata el aneurisma y un recubrimiento que se derrite cuando se calienta ligeramente para liberar el medicamento.
“Utilizando un campo magnético, los nanorobots pueden ser guiados hasta el aneurisma. Luego se utiliza calor concentrado para derretir el recubrimiento, liberar el fármaco y bloquear el aneurisma de la circulación sanguínea”.
Este calor se entrega con un campo magnético alterno, que esencialmente crea fricción al alterar la alineación de las partículas expuestas al campo. La temperatura se mantiene por debajo de los 122 grados Fahrenheit (50 grados Celsius) para no dañar el tejido corporal.
La idea es que los cirujanos cardiovasculares puedan liberar estos nanorobots en el torrente sanguíneo, aguas arriba del aneurisma, mediante un microcatéter. Esto evitaría que los médicos tuvieran que invadir demasiado profundamente los finos vasos del cerebro.
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En el nuevo estudio, publicado el 5 de septiembre en la revista Small, los investigadores probaron por primera vez la biocompatibilidad de los nanorobots en células humanas en placas de laboratorio. Se puede introducir un material biocompatible en tejidos vivos sin causar daños ni efectos secundarios no deseados.
Además hicieron estudios preliminares en animales, tratando a tres conejos por aneurismas inducidos artificialmente en las arterias carótidas, que alimentan el cerebro y la cabeza.
“Descubrimos que los nanorobots podían guiarse con éxito hasta el aneurisma en un entorno de intervención clínica y formar rápidamente un coágulo estable para bloquearlo por completo”, explica Zhou.
Durante un período de seguimiento de dos semanas, los tres conejos permanecieron sanos, con coágulos estables que bloqueaban sus aneurismas. Estos coágulos no bloquean el suministro de sangre al cerebro, sino que cierran el punto débil del vaso para que no explote.
De cara al futuro, será necesario probar la tecnología en animales más grandes que imiten mejor el cuerpo humano, dijo Zhou. Los investigadores también necesitarán probar la seguridad y eficacia de los nanorobots en estudios a más largo plazo, para ver cómo les va a los animales a largo plazo, añadió.
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En las pruebas con conejos, los aneurismas estaban a poca profundidad, por lo que el equipo también necesitará mejorar el sistema de control magnético para guiar mejor a los robots hasta los aneurismas en lo más profundo del cerebro.
“Hay más trabajo por hacer, pero creemos que esta tecnología tiene el potencial de revolucionar la forma en que tratamos los aneurismas cerebrales”, concluyó el informe.
Imagen: Kirillm
