Catéteres robóticos miniaturizados no invasivos mejoran los tratamientos de infertilidad

Los catéteres convencionales dependen de fuerzas mecánicas de empuje que pueden reducir la precisión y aumentar el riesgo de lesiones, especialmente al administrar células, embriones o fármacos en lugares muy específicos. Estas limitaciones pueden afectar el éxito de los tratamientos de infertilidad y otras intervenciones reproductivas. Se ha demostrado que una nueva clase de catéteres robóticos miniatura, controlados magnéticamente, se desplaza con fluidez en entornos complejos, a la vez que permite una administración muy localizada con mínima fuerza sobre los tejidos.

Investigadores de CIC nanoGUNE (Donostia-San Sebastián, España) han desarrollado un método de fabricación escalable para producir catéteres robóticos magnéticos en miniatura mediante la incrustación de partículas magnéticas en matrices de material elastomérico blando. Cada partícula está programada con un momento magnético definido, lo que permite un control preciso al exponerse a campos magnéticos externos.

En lugar de depender de la fuerza mecánica, los catéteres se desplazan a través de entornos fluidos y tisulares mediante ondulaciones suaves, similares a las de un flagelo, generadas por activación magnética. Este tipo de movimiento reduce de forma significativa las fuerzas aplicadas sobre los tejidos circundantes, disminuyendo el riesgo de perforación o daño. El diseño permite que los dispositivos maniobren a través de conductos estrechos, curvos y deformables que se asemejan estrechamente a la anatomía humana real.

Los catéteres robóticos se probaron en diversos entornos experimentales, incluidos modelos bidimensionales y tridimensionales, materiales blandos con una adaptabilidad similar a la del tejido y revestimientos de tejido real ex vivo. El sistema demostró con éxito la liberación precisa de espermatozoides directamente en modelos de trompas de Falopio y la colocación controlada de embriones en entornos anatómicamente realistas. Además, se llevó a cabo una validación adicional utilizando modelos anatómicos tridimensionales derivados de datos de tomografía por rayos X.

Los hallazgos, publicados en Advanced Materials , muestran que la plataforma de catéteres magnéticos puede lograr una alta precisión de navegación, manteniendo una interacción suave con las estructuras biológicas. Esta combinación de precisión, flexibilidad y baja fuerza aplicada representa una mejora significativa con respecto a los métodos tradicionales basados en catéteres utilizados en medicina reproductiva.

La plataforma sienta una base sólida para futuros estudios biológicos y clínicamente relevantes en salud reproductiva, incluido el tratamiento de la infertilidad y la gestión de la pérdida recurrente del embarazo. Más allá de la medicina reproductiva, la tecnología podría adaptarse a otras aplicaciones de medicina de precisión que requieren la administración dirigida de fármacos, células o productos biológicos en espacios anatómicos reducidos. Los investigadores planean impulsar estudios translacionales y explorar la expansión a otros campos biomédicos.

“El dispositivo ha demostrado su eficacia en la liberación de espermatozoides directamente en las trompas de Falopio, así como en la liberación precisa de embriones en modelos 2D y 3D, incluyendo materiales con una adaptabilidad similar a la del tejido vivo, así como con revestimiento de tejido real ex vivo”, afirmó la Dra. Mariana Medina-Sánchez, líder del grupo Nanobiosystems en nanoGUNE. “También se ha probado en modelos anatómicos 3D basados en imágenes de tomografía de rayos X. Esto promete aumentar las probabilidades de éxito en casos de infertilidad y abortos recurrentes”.

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CIC nanoGUNE