Nos últimos anos, importantes centros de pesquisa têm se dedicado a estudar como viabilizar a construção de robôs miniaturizados para tratar doenças. São pequeníssimas máquinas projetadas para penetrar no corpo humano e chegar a pontos específicos para levar medicamentos ou desobstruir artérias, por exemplo. 

A partir dessa perspectiva, o cientista Selman Sakar, da Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, se uniu aos pesquisadores Hen-Wei Huang e Bradley Nelson, do Institute of Robotics and Intelligent Systems, em Zurique, ambos na Suíça, para desenvolver uma plataforma tecnológica que permitisse a construção dessas micromáquinas compatíveis com o organismo para cumprir ações programadas.  

Esta semana, os cientistas publicaram um artigo na revista científica Nature Communications descrevendo a plataforma que criaram e os resultados das simulações feitas com diversos modelos de robôs e seus diferentes modos de locomoção no interior do corpo humano. Os pesquisadores revelam como conseguiram criar o arcabouço tecnológico que deu suporte à formatação de microrrobôs de alto rendimento que podem ser reprogramados para cumprir diversas missões no corpo humano. No ambiente tecnológico criado pelos cientistas, foi possível controlar remotamente os movimentos dos robôs. Além disso, são feitos de materiais que podem mudar de forma sob a ação do calor.  

Os novos microrrobôs ainda estão em desenvolvimento e futuramente serão testados em organismos vivos. Sua produção é complexa e envolve muitas etapas.

Numa descrição breve, feita para divulgação científica, os pesquisadores informaram que, primeiramente, as nanopartículas são colocadas dentro de camadas do hidrogel biocompatível. Em seguida, essa estrutura é exposta a um campo eletromagnético para “orientar” as nanopartículas em diferentes partes do robô e criar condições para que possam ser controladas externamente. Por fim, o microrrobô é colocado na água, onde a associação de nanopartículas, hidrogel e campos eletromagnéticos se movimenta e adapta. Uma vez que a forma final é alcançada, os pesquisadores viram que a ação dos campos eletromagnéticos aquece essas estruturas e as ajuda a assumir a forma necessária para navegar pelo organismo até o ponto desejado.

Os cones iluminados são representantes da nova geração de microrrobôs. Em desenvolvimento, ela foi criada à semelhança de bactérias que navegam na corrente sanguínea. Foto do cientista Selman Sakar

O desenvolvimento dessa plataforma tecnológica permitiu aos pesquisadores criar um microrrobô que imita o agente causador da doença do sono, a chamada Tripanossomíase Humana Africana, uma infecção parasitária transmitida pela picada da mosca TSE-tsé que ocorre em 36 países da África Subsaariana. A infecção ataca o sistema nervoso central e, devido aos seus sintomas neurológicos graves, pode ser fatal se não for tratada. Pois bem – os pesquisadores decidiram copiar o modo como o micro-organismo responsável pela doença se movimenta pelo corpo – ele possui uma espécie de motor de proteínas que lhe permite nadar na corrente sanguínea. Os pesquisadores decidiram perseguir essa ideia e testaram diferentes modelos de robôs até chegar a um protótipo que imita esse comportamento.”Mostramos que tanto o corpo de uma bactéria quanto o seu flagelo [o motor de propulsão composto de proteínas] desempenham um papel importante no seu movimento,” disse Sakar. 

Ele tem habilidades multidisciplinares em robótica, engenharia mecânica e biologia e está empenhado em aplicar seus  conhecimentos para projetar microrrobôs inteligentes que poderão ser usados, por exemplo, para o diagnóstico médico e na  medicina minimamente invasiva.

“Nosso novo método de produção nos permite testar uma variedade de formas e combinações para obter a melhor  capacidade de movimento para uma determinada tarefa. Nossa pesquisa também fornece informações valiosas sobre como  as bactérias se movem dentro do corpo humano e se adaptam às mudanças em seu microambiente.”

Por enquanto, os microrrobôs ainda estão em desenvolvimento. “Ainda há muitos fatores que temos de levar em conta”, diz Sakar. “Por exemplo, temos a certeza de que os microrrobôs não irão causar efeitos colaterais nos pacientes.”