Dissenyat un sistema per alliberar fàrmacs de manera dirigida mitjançant microrobots magnètics
Una recerca internacional presenta per primer cop un sistema complet capaç de controlar i alliberar fàrmacs dins del cos mitjançant microrobots magnètics. El sistema combina un camp magnètic clínic, un catèter de precisió i microcàpsules biodegradables que poden dirigir-se exactament al punt concret del cos en què ha d’actuar el fàrmac. La recerca, duta a terme amb models animals, constata que els microrobots es poden vehicular i activar de manera segura i controlada, una fita científica crucial per impulsar l’ús real de microrobots en tractaments mèdics dirigits.
Una recerca internacional presenta per primer cop un sistema complet capaç de controlar i alliberar fàrmacs dins del cos mitjançant microrobots magnètics. El sistema combina un camp magnètic clínic, un catèter de precisió i microcàpsules biodegradables que poden dirigir-se exactament al punt concret del cos en què ha d’actuar el fàrmac. La recerca, duta a terme amb models animals, constata que els microrobots es poden vehicular i activar de manera segura i controlada, una fita científica crucial per impulsar l’ús real de microrobots en tractaments mèdics dirigits.
En el treball, liderat per l’Escola Politècnica Federal de Zuric (ETH) i publicat a la revista Science, hi participa el professor Josep Puigmartí Luis, de la Facultat de Química i l’Institut de Química Teòrica i Computacional (IQTC) de la Universitat de Barcelona. És l’únic investigador d’una institució de tot l’Estat que signa aquesta recerca, la qual és fruit del projecte europeu ANGIE, una iniciativa coordinada pel professor Salvador Pané (ETH) en què col·labora el grup de recerca Chemistry In Flow and Nanomaterials Synthesis (ChemInFlow), que dirigeix el mateix professor Puigmartí.
La nova plataforma microrobòtica presenta una estratègia innovadora per administrar fàrmacs de manera precisa i dirigida, és escalable i es pot aplicar a nombroses situacions en què l’administració d’agents terapèutics és de difícil accés, com ara tumors, malformacions arteriovenoses, infeccions localitzades o lesions tissulars localitzades.
Microrobots que administren fàrmacs de manera dirigida
Les vies d’administració dels medicaments en el cos determinen la intensitat, la durada i l’efecte terapèutic del fàrmac. Ara bé, els fàrmacs amb una acció sistèmica sovint generen efectes secundaris greus i són responsables del 30 % dels fracassos dels fàrmacs durant els assajos clínics.
Els micro i nanorobots magnètics són dispositius tecnològics amb un enorme potencial per administrar fàrmacs de manera dirigida. Poden incorporar concentracions més altes d’agents terapèutics que es vehiculen directament als punts crítics, la qual cosa millora l’eficàcia del tractament i en minimitza els efectes secundaris. Tot i això, traslladar aquesta tecnologia a la pràctica clínica és encara tot un desafiament científic.
«El sistema Navion de navegació electromagnètica (eMNS) permet un control electromagnètic molt més precís i segur que els sistemes amb imants permanents, ja que permet modular i aturar els camps magnètics en temps real. A més, és compatible amb tècniques d’imatge mèdica i té un disseny modular que en facilita la integració en procediments clínics mínimament invasius», detalla Puigmartí, professor del Departament de Ciència de Materials i Química Física de la UB.
La nova plataforma d’administració de fàrmacs microrobòtica integra un sistema de navegació electromagnètica clínica, un catèter d’alliberament dissenyat a mida i una càpsula dissoluble per a una administració terapèutica precisa. Guiada magnèticament, és capaç de navegar de manera precisa en condicions fisiològiques.
Navion també permet la manipulació precisa de catèters i d’endoscopis magnètics, en què es requereix una gran precisió per evitar lesions. En aquesta línia, l’empresa Nanoflex Robotics, impulsada amb el suport de l’ETH, en comercialitza l’ús mitjançant tecnologia de control magnètic amb dispositius ultraflexibles, que permet tractar patologies endovasculars crítiques, especialment l’ictus, i fer trombectomies teleoperades, la qual cosa redueix trasllats i temps d’espera.
Superar obstacles per a l’ús clínic dels microrobots
Equilibrar la biocompatibilitat i la biodegradabilitat dels materials amb les particularitats de les propietats magnètiques són alguns dels obstacles que cal superar per poder fer servir tecnologia microrobòtica en biomedicina.
«El nou sistema supera les principals barreres clíniques mitjançant un control electromagnètic precís i segur que permet fer navegar els microrobots dins el cos sense contacte directe. A més, utilitza materials biocompatibles —aprovats per l’Administració d’Aliments i Fàrmacs (FDA) dels Estats Units— i imatges en temps real, la qual cosa garanteix una manipulació estable, segura i adaptable a entorns mèdics reals», apunta Puigmartí.
En aquest context, el grup de recerca ChemInFlow de la UB ha contribuït a la fabricació de les càpsules utilitzades com a microrobots i a l’estudi de la coagulació sanguínia, ambdós mitjançant l’ús de dispositius microfluídics. Aquests dispositius són el nucli de la recerca, que se centra en la síntesi de materials i en la realització de reaccions químiques en dispositius microfluídics.
Tot i que encara cal impulsar més recerques per traduir completament aquesta tecnologia a la pràctica clínica, «els resultats proporcionen un marc robust per abordar els complexos reptes associats amb l’administració dirigida de fàrmacs», conclou l’investigador.
Article de referència:
Landers, Fabian C. et al. «Clinically ready magnetic microrobots for targeted therapies». Science, novembre de 2025. DOI: doi/10.1126/science.adx1708.