Pequeno robô pode parar sangramento de dentro do corpo usando calor
Um robô de um centímetro com corpo macio e escamas metálicas inspiradas em pangolins pode estancar sangramentos ou destruir células de dentro do corpo usando calor, de acordo com um estudo publicado na revista Nature Communications.
O pequeno robô pode mudar de forma e produzir calor, sendo capaz de incinerar células cancerígenas ou parar hemorragias, tudo isso de dentro do corpo. Ele também poderia ser usado para transportar medicamentos diretamente para tumores ou locais de difícil acesso, como artérias.
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Robôs minúsculos com corpos macios mostraram-se promissores para entregar medicamentos sem causar danos – mas adicionar elementos duros pode torná-los mais úteis.
Ren Hao Soon, do Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes em Stuttgart, Alemanha, e seus colegas projetaram o robô de um centímetro para ter placas de alumínio sobrepostas inspiradas em pangolins, o único mamífero com escamas. Eles colocaram “escamas” retangulares sobre um material magnético mais macio, o que permitiu que o robô mudasse de forma.
Para fazê-lo se mover, enrolar, esticar ou esquentar, os pesquisadores direcionaram campos magnéticos para as partes metálicas do robô. Alterar a frequência desses campos também pode fazer com que as escamas aqueçam, permitindo que o robô exploda o ambiente com calor. Eles descobriram que o corpo do robô pode aquecer até mais de 70°C.
Os pesquisadores também usaram o calor do robô para entregar uma carga dentro de um modelo de estômago. Eles colaram um pedaço de material emborrachado no robô para imitar cápsulas de remédios. O adesivo que eles usaram se dissolveu quando o robô esquentou, depositando a carga. Isso poderia permitir a entrega de medicamentos direcionados dentro do corpo.
Soon e seus colegas também testaram a capacidade do robô de parar o sangramento de feridas usando o estômago de um porco morto. Eles simularam sangramento bombeando sangue com uma seringa através de um pequeno corte. Em seguida, o robô se esticou e deitou sobre o local, aquecendo-o para fazer o sangue coagular.
Jake Abbott, da Universidade de Utah, diz que o robô também pode ser usado para matar células tumorais de maneira direcionada, em vez de expor grandes quantidades de tecido à radiação ou produtos químicos. “Você pode aumentar a temperatura do robô acima de um nível inseguro para células normais e mantê-lo no lugar por alguns minutos, e isso pode matar células cancerosas. O corpo humano é muito sensível à temperatura”, afirma.
No artigo, os pesquisadores descrevem o desenvolvimento desse robô magnético sem fio inspirado em pangolim para aplicações de aquecimento biomédicas sob demanda.
Robôs macios em miniatura, magnéticos, sem amarras, capazes de acessar regiões de difícil acesso, podem permitir procedimentos médicos seguros, disruptivos e minimamente invasivos. No entanto, o corpo macio limita a integração de fontes de estímulos externos não magnéticos no robô, restringindo assim as funcionalidades de tais robôs.
Uma dessas funcionalidades é a geração de calor localizada, que requer materiais metálicos sólidos para maior eficiência. No entanto, o uso desses materiais compromete a conformidade e a segurança do uso de robôs macios.
Para superar esses requisitos competitivos, foi proposto um design de robô macio de duas camadas inspirado no pangolim.
Mostrou-se que o projeto relatado atinge aquecimento >70 °C em grandes distâncias >5 cm dentro de um curto período de tempo <30 segundos, permitindo que os usuários realizem aquecimento localizado sob demanda em conjunto com recursos de transformação de forma.
Demonstrou-se funcionalidades robóticas avançadas, como liberação seletiva de carga, desmagnetização in situ, hipertermia e mitigação de sangramento, em fantomas de tecido e tecidos ex vivo.
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Fontes:
Nature Communications, publicação em 20 de junho de 2023.
New Scientist, notícia publicada em 20 de junho de 2023.