Una clase nueva de materiales sintéticos para revolucionar la medicina moderna

La medicina moderna está sumida en una revolución provocada por el continuo progreso de materiales y tecnologías. Los metamateriales, materiales artificiales con propiedades fuera del alcance de los materiales naturales, se fabrican para que un dispositivo concreto presente propiedades ideales. No obstante, tras haber producido un metamaterial, estas propiedades quedan fijas y resulta imposible modificarlas.

El proyecto financiado con fondos europeos ABIOMATER se propuso tumbar este escollo. Puesto en marcha en 2015, ABIOMATER logró diseñar metamateriales con propiedades que pueden modificarse a distancia mediante un campo magnético. Los socios del proyecto crearon con estos metamateriales dispositivos natatorios en miniatura capaces de ofrecer aplicaciones nuevas en tecnologías de laboratorio en un chip y microfluídica. Sus hallazgos se publicaron en un artículo publicado en la revista «Physics of Fluids».

Los dispositivos natatorios macroscópicos creados cuentan con un cabezal sólido ferromagnético y una cola flexible de entre uno y doce milímetros de longitud. Esta cola les permite desplazarse en una dirección concreta al acercárseles un campo magnético. Los investigadores mostraron que podrían controlar la velocidad de los dispositivos con la modificación de la intensidad (hasta 3,5 mT) y la frecuencia (entre 30 y 170 Hz) del campo magnético externo.

Una revolución para el diagnóstico y la administración de fármacos

Si bien ya se habían creado dispositivos similares, este es el primer nadador que podría fabricarse a escala industrial, lo que abarataría por tanto el coste de los chips microfluídicos. Los dispositivos pueden utilizarse para administrar medicamentos a zonas concretas del organismo en entornos fluidos, abriendo de esta forma la puerta a nuevos descubrimientos médicos.

«El desarrollo de esta tecnología podría modificar radicalmente el modo en el que se practica la medicina. Estos nadadores podrían llegado el momento utilizarse para administrar fármacos dirigidos en las zonas adecuadas del organismo tras acceder a ellas nadando por los vasos sanguíneos», indicó el coautor del estudio el profesor Feodor Ogrin de la Universidad de Exeter en una noticia publicada en el sitio web del coordinador del proyecto. «Se podrían crear versiones microscópicas del dispositivo utilizadas en tecnología de laboratorio en un chip, en la que procedimientos complejos normalmente llevados a cabo en los laboratorios, como el diagnóstico de enfermedades, se ejecutan en un chip. De este modo se reduciría enormemente el tiempo que se tarda en iniciar un tratamiento, lo cual podría salvar vidas».

La investigación realizada por el equipo científico sobre el mencionado uso de los dispositivos natatorios se dedicó a si podrían o no ejercer como bombas microfluídicas incluidas en sistemas de laboratorio en un chip. En microfluídica a menudo se precisan bombas de alta presión para desplazar líquidos a través de microcanales. El equipo mostró que los nadadores podrían modificarse fácilmente para ejercer de bomba y erigirse así en un método eficaz de manipulación de líquidos a esta escala.

ABIOMATER (Magnetically actuated bio-inspired metamaterials) finalizará en abril de 2019. Los prototipos desarrollados podrían encontrar aplicación inmediata en distintos ámbitos tecnológicos que van desde los sistemas de laboratorio en un chip a los implantes biomédicos. Los logros de ABIOMATER sientan las bases de una medicina más asequible.

Para más información, consulte:
Sitio web del proyecto ABIOMATER