Os pesquisadores desenvolveram um microrobô bolha que usa ultrassom para guiá-lo através de minúsculos e complexos vasos sanguíneos cerebrais. Os “microveículos” foram testados com sucesso em ratos e podem tornar-se um meio de fornecer medicamentos com precisão para tratar doenças como cancro cerebral e acidente vascular cerebral.

Existem mais de 650 quilômetros de vasos sanguíneos em nossos cérebros. Os avanços na nanotecnologia permitiram o desenvolvimento de pequenos robôs que podem navegar em áreas anteriormente inacessíveis através de caminhos minúsculos e intrincados, fornecer administração precisa de medicamentos e realizar cirurgias minimamente invasivas.

Dada a complexidade das redes vasculares e as pressões do fluxo sanguíneo encontradas, é necessário um método para orientar os microrobôs. O uso de campos magnéticos para guiar microrobôs através dos vasos sanguíneos do cérebro permite uma manipulação precisa, mas como os microrobôs devem ser magnéticos, isso limita sua biodegradabilidade.

Agora, investigadores do ETH Zurique, da Universidade de Zurique e do Hospital Universitário de Zurique colaboraram para desenvolver microtransportadores – microbolhas cheias de gás revestidas com lípidos – que podem usar ultrassons para navegar pelos estreitos e complexos vasos sanguíneos do cérebro do rato.

Daniel Ahmed, um dos autores correspondentes do estudo, disse: “Além de ser amplamente utilizado na área médica, o ultrassom também é seguro e pode penetrar profundamente no corpo humano”.

Essas microbolhas pequenas, lisas e cheias de gás têm entre 1,1 e 1,4 mícron de diâmetro e são feitas de um agente de contraste fluorescente usado atualmente em imagens de ultrassom. Com o tempo, eles se dissolvem no corpo e suas conchas lipídicas são feitas do mesmo material que as membranas celulares biológicas.

Navegação acústica de microrobôs combinada com imagens ópticas em tempo real Pesquisa de DelCampo Fonseca et al. descobriram que o microrobô pode se dissolver no corpo por um longo tempo, e seu invólucro lipídico é feito do mesmo material que as membranas celulares biológicas.

Os pesquisadores injetaram microbolhas em camundongos e permitiram que elas circulassem no sangue dos animais. O microscópio permite imagens em tempo real do robô. Os pesquisadores montaram até quatro sensores de ultrassom na parte externa das cabeças dos ratos e descobriram que os microrobôs respondiam às ondas sonoras reunindo-se em enxames e navegando ao longo dos vasos sanguíneos cerebrais.

Os robôs são guiados pelo ajuste da saída de cada sensor em velocidades de até 1,5 mícron/segundo e se movem com sucesso em direções reversas com velocidades de fluxo sanguíneo de até 10 mm/segundo. Os resultados mostram que o micromanipulador acústico pode funcionar em condições fisiológicas in vivo. Os pesquisadores analisaram o tecido cerebral após a condução por ultrassom e descobriram que o microrobô não danificou as paredes internas dos vasos sanguíneos nem causou a morte das células nervosas.

Criar microbolhas a partir de uma substância já em uso tem suas vantagens. “Como estas bolhas, ou vesículas, já estão aprovadas para uso humano, é provável que a nossa tecnologia seja aprovada para tratamento humano mais rapidamente do que outros tipos de microtransportadores actualmente em desenvolvimento”, disse Ahmed.

Agora que demonstraram que o seu microrobô pode navegar pelos vasos sanguíneos cerebrais dos ratos, o próximo passo dos investigadores é anexar moléculas de medicamentos ao exterior da cápsula da microbolha. Se forem bem-sucedidos, os microtransportadores ativados por ultrassom poderão ser potencialmente usados ​​para tratar câncer, acidente vascular cerebral e doenças mentais.

A pesquisa foi publicada na revista Nature Communications.