Notícia

Micro robôs ativados por pulsos a laser são promissores para o tratamento de tumores

Objetivo é direcionar o tratamento para tumores do trato gastrointestinal

Divulgação, Caltech

Fonte

Instituto de Tecnologia da Califórnia

Data

sexta-feira, 2 agosto 2019 14:40

Áreas

Oncologia. Biomecânica. Engenharia Biomédica. Física Médica.

Pesquisadores da Divisão de Engenharia e Ciências Aplicadas do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos, estão trabalhando em uma forma totalmente nova de tratamento de tumores – micro robôs que podem distribuir drogas para pontos específicos dentro do corpo enquanto são monitorados e controlados fora do corpo.

“O conceito de micro robôs é muito legal porque você pode levar as micro-máquinas até onde você precisa”, diz o Dr. Lihong Wang, professor de Engenharia Médica e Elétrica do Caltech. Os micro robôs são um projeto de pesquisa conjunta do Dr.  Wang e do Dr. Wei Gao, também professor de Engenharia Médica do Caltech, e são destinados ao tratamento de tumores no trato gastrointestinal.

Os micro robôs consistem em esferas microscópicas de magnésio revestidas com finas camadas de ouro e parileno, um polímero que resiste à digestão. As camadas deixam uma parte circular da esfera descoberta, como um sistema de vigia. A porção descoberta do magnésio reage com os fluidos no trato digestivo, gerando pequenas bolhas. O fluxo de bolhas age como um jato e impulsiona a esfera para a frente até colidir com o tecido próximo.

Por conta própria, os micro robôs esféricos de magnésio podem ser interessantes, mas não são especialmente úteis. Para transformá-los de uma novidade em um veículo para a entrega de medicamentos, os pesquisadores fizeram algumas modificações. Primeiro, uma camada de medicação é colocada entre uma micro esfera individual e seu revestimento de parileno. Então, para proteger os micro robôs do ambiente hostil do estômago, eles são envolvidos por micro cápsulas feitas de cera de parafina. Nesta fase, as esferas são capazes de transportar drogas, mas ainda falta a habilidade crucial para entregá-las a um local desejado. Para isso, os especialistas utilizam a tomografia computadorizada fotoacústica (PACT), técnica desenvolvida pelo Dr.  Wang que utiliza pulsos de luz infravermelha.

A luz infravermelha do laser difunde-se através dos tecidos e é absorvida pelas moléculas de hemoglobina portadoras de oxigênio nas hemácias, fazendo com que as moléculas vibrem ultrassonicamente. Essas vibrações ultrassônicas são captadas por sensores pressionados contra a pele. Os dados desses sensores são usados ​​para criar imagens das estruturas internas do corpo.

Usando a PACT, os pesquisadores podem encontrar tumores no trato digestivo e também rastrear a localização dos micro robôs, que aparecem com destaque nas imagens PACT. Uma vez que os micro robôs chegam na vizinhança do tumor, um raio laser infravermelho próximo de ondas contínuas de alta potência é usado para ativá-los. Como os micro robôs absorvem a luz infravermelha, eles aquecem rapidamente, derretendo a cápsula de cera que os rodeia e expondo-os aos fluidos digestivos. Nesse ponto, os jatos de bolha dos micro robôs são ativados, e os micro robôs começam a se mexer. Os jatos não são direcionáveis, então nem todos os micro robôs atingirão a área-alvo, mas muitos o farão. Quando o fazem, ficam na superfície e começam a liberar sua carga de medicação.

“Esses micro motores podem penetrar no muco do trato digestório e permanecer lá por muito tempo. Isso melhora a entrega de medicamentos. Como são feitos de magnésio, são biocompatíveis e biodegradáveis”, conclui o Dr. Wei Gao.

Os resultados do estudo foram publicados na revista Science Robotics.

Assista ao vídeo demonstrativo da tecnologia:

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do Instituto de Tecnologia da Califórnia (em inglês).

Fonte: Emily Velasco, Caltech. Imagem: Divulgação, Caltech.

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