Sistema de control magnético permite la navegación precisa de dispositivos médicos miniaturizados

La cirugía invasiva y la quimioterapia sistémica pueden dañar los tejidos sanos y causar efectos secundarios importantes.

Por lo tanto, los médicos necesitan métodos que permitan guiar con precisión instrumentos y terapias en miniatura en espacios reducidos. Para abordar este desafío, los investigadores han desarrollado una tecnología de control microrrobótico diseñada para posibilitar intervenciones flexibles y mínimamente invasivas.

El efector terminal magnético ajustable (TME), creado por el Laboratorio de Robótica para Innovación Submilimétrica (RUMI) de la Universidad de Essex, genera campos magnéticos que pueden activarse, moldearse y redirigirse con alta precisión. El sistema está diseñado para guiar diminutos dispositivos magnéticos dentro del cuerpo a través de un espacio de trabajo definido. Su objetivo es apoyar la administración dirigida de terapias y limitar el daño a tejidos circundantes.

Montado sobre brazos robóticos y acoplado a modelos de control basados en IA, el TME manipula herramientas individuales, estructuras robóticas flexibles y enjambres de partículas. Sus campos magnéticos pueden activarse y desactivarse de forma fiable para ejecutar maniobras complejas. La plataforma está diseñada para proporcionar un control preciso a los dispositivos miniaturizados necesarios para procedimientos delicados.

El funcionamiento de esta tecnología se basa en imanes permanentes que se reposicionan para variar el campo magnético, reduciendo así el consumo de energía y el espacio físico necesario. En pruebas de laboratorio, el equipo guió pequeños objetos magnéticos a través de trayectorias ramificadas, moldeó robots magnéticos blandos y controló grupos de partículas magnéticas.

El uso simultáneo de dos TME permitió crear regiones distintas con características de control diferentes en el mismo espacio, ampliando la versatilidad del método. Los detalles se describieron en la revista Communications Engineering , donde se publicaron experimentos reales que coincidían con las simulaciones por ordenador.

Entre las posibles aplicaciones clínicas se incluye dirigir las terapias a tejidos cancerosos enfermos y de difícil acceso para mejorar la precisión y reducir los efectos secundarios frecuentes de la quimioterapia convencional. Este enfoque podría permitir el uso de dispositivos miniatura controlados de forma inalámbrica para asistir en operaciones y otras intervenciones delicadas. Se prevé un mayor desarrollo para evaluar su rendimiento en entornos médicos más realistas.

“La microrrobótica magnética ofrece una vía prometedora hacia una medicina más precisa y menos invasiva. Nuestro sistema proporciona una nueva forma de controlar dispositivos magnéticos en miniatura con mayor flexibilidad, lo que nos permite manipular herramientas individuales, estructuras robóticas blandas e incluso enjambres de partículas dentro de la misma plataforma. A largo plazo, esto podría respaldar terapias dirigidas para enfermedades como el cáncer y posibilitar nuevas formas de intervención mínimamente invasiva”, afirmó Ali Hoshiar, director del Laboratorio RUMI de la Universidad de Essex.

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Universidad de Essex