Microrrobot biodegradable para trabajar dentro del intestino humano

La liberación selectiva de fármacos en los lugares deseados del interior del tracto gastrointestinal es difícil debido al entorno ácido / alcalino del estómago y los intestinos, así como a la superficie rugosa de la pared gástrica y a la peristalsis del intestino.

El equipo de Yajing Shen, de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong en China, ha ideado una posible solución para ese problema: un microrrobot, cuya forma está parcialmente inspirada en los milpiés, que puede desplazarse por el interior del intestino y “anclarse” en cada punto donde deba liberar fármacos.

El robot, llamado "Fibot", está hecho de nanofibras y las dos partes principales de que se compone son biodegradables ante determinados valores de pH de su entorno. Esto último le capacita para liberar distintos fármacos en distintas ubicaciones en las que se detiene. El robot es impulsado y guiado mediante campos magnéticos exteriores.

La clave está en que las patas de Fibot se degradan ante un valor de pH distinto del que hace degradarse al tronco. Esto permite regular muy bien la liberación gradual del contenido de las patas y la del contenido del tronco.

En los experimentos se comprobó que en un entorno ácido como el del estómago, donde el pH es inferior o igual a 5, la estructura de Fibot permaneció estable y no mostró ninguna fuga de los fármacos encapsulados. Cuando Fibot se encuentra en un entorno con un pH igual o mayor de 5,5, el cuerpo permanece intacto, pero las patas se disuelven lentamente y liberan el fármaco almacenado. La liberación es gradual, a lo largo de unos 40 minutos. La parte remanente del robot, o sea el tronco, puede seguir siendo movido por la fuerza magnética. En un entorno con un pH superior a 6, el tronco se degrada completamente en siete horas y libera otro tipo de fármaco encapsulado en el cuerpo.

Una parte del viaje de un Fibot, desde cuando hace poco que ha comenzado su recorrido dentro del estómago de un cerdo, hasta cuando llega el sitio donde se ancla y en el que se llevará a cabo un proceso de degradación. (Imagen: R, Tan, X. Yang et al. / DOI number: 10.1016/j.matt.2022.01.023)

Los experimentos in vivo han demostrado que Fibot es totalmente biocompatible y biodegradable, por lo que no causará ninguna obstrucción intestinal. Su anclaje al tejido intestinal no provocó ninguna reacción de inflamación, por lo que el Dr. Shen y sus colegas creen que Fibot es seguro para su uso biomédico.

El equipo del Dr. Shen expone los detalles técnicos de Fibot en la revista académica Matter, bajo el título "Nanofiber-based biodegradable millirobot with controllable anchoring and adaptive stepwise release functions". (Fuente: NCYT de Amazings)