Un minirrobot para aplicaciones médicas adapta su forma para moverse

Científicos del Instituto Max Planck de Stuttgart (Alemania) han desarrollado un robot controlado magnéticamente con una estructura única y flexible para aplicaciones médicas basado en el cuerpo de un pangolín, mamífero originario de Asia y África que tiene el cuerpo escamoso.

Los investigadores se inspiraron en el pangolín, con la capacidad de transformarse en esfera al instante, para desarrollar un minirobot hecho de componentes metálicos rígidos y también de elementos blandos que, al igual que el animal, puede adaptar su forma para moverse, por ejemplo, ayudando a hacer una liberación selectiva de sustancias y a reducir hemorragias. Además, el robot también emite calor cuando es necesario.

En un trabajo de investigación publicado en Nature Communications en junio de 2023, los autores del estudio presentan un diseño de no más de dos centímetros de largo y formado por dos capas, una blanda hecha de un polímero tachonado de diminutas partículas magnéticas y otra rígida hecha de elementos metálicos dispuestos en capas superpuestas. De este modo, el robot se volvía blando y flexible para ser utilizado sobre el cuerpo humano.

Cuando se expone a campos magnéticos de baja frecuencia, el robot se enrosca y se mueve hacia delante y hacia atrás. Los elementos metálicos están dispuestos como escamas para no lesionar los tejidos circundantes. Una vez enrollado, el robot puede transportar partículas medicinales, por ejemplo. Cuando se expone a campos magnéticos de alta frecuencia, el robot se calienta a más de 70 °C. La energía térmica puede utilizarse en procedimientos médicos como el tratamiento de trombosis, la detención de hemorragias y la extirpación de tejido tumoral.

Los robots sin ataduras que pueden moverse libremente, fabricados con elementos duros como el metal y que además pueden emitir calor, son raros, según los científicos. Por eso, el minirobot pangolín se considera prometedor para la medicina moderna. En el vídeo siguiente, los investigadores muestran cómo pueden guiar con flexibilidad al robot a través de tejidos animales y órganos artificiales.

Radiografía de la robótica médica

En los últimos tres años, se han solicitado y concedido más de 450.000 patentes en el sector de los dispositivos médicos, según un informe de GlobalData específico sobre innovación robótica en bioimpresión 3D. Los robots de bioimpresión 3D pueden crear órganos u otros materiales biomédicos a partir de células básicas.

Las innovaciones robóticas se encuentran en distintas fases de evolución, teniendo en cuenta el ciclo típico que va desde la aparición de la idea hasta su adopción acelerada, para finalmente estabilizarse y alcanzar la madurez. A continuación se muestra un gráfico en el que GlobalData ha clasificado distintas tecnologías robóticas según su fase de evolución:

GlobalData espera que todos los segmentos del mercado de la robótica médica crezcan durante la próxima década, impulsados por la demanda de procedimientos de gran volumen. Las organizaciones sanitarias invertirán cada vez más en robots médicos para compensar la escasez de personal y mejorar el nivel de atención. Se espera que los nuevos modelos de robots ofrezcan más posibilidades de tratamiento, como los microrrobots para tratar enfermedades difíciles de tratar.

En términos de patentes, GlobalData ha identificado un crecimiento en la robótica dirigida al sector médico, pasando de un nivel de 469 concesiones en 2016 a 638 en 2022. En 2023, esta cifra sigue aumentando, con un crecimiento del 55% en mayo respecto a abril. Intuitive Surgical, líder en asistentes robóticos para procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos, es el principal titular de solicitudes. Los cinco principales titulares de patentes robóticas, según GlobalData, son empresas de dispositivos con sede en Estados Unidos, excepto CMR Surgical, con sede en el Reino Unido.

Según un informe de Expert Market Research, el mercado mundial de robots médicos se valoró en 10,5 mil millones de dólares en 2021 y se espera que se expanda a una tasa de crecimiento anual compuesta del 22,5% durante 2023 y 2028, totalizando 36,6 mil millones de dólares al final del período. Se espera que el segmento de robots quirúrgicos domine el mercado, representando la mayor cuota de mercado para 2028.

Los principales motores del crecimiento del mercado de robots médicos son la creciente demanda de cirugías mínimamente invasivas, el aumento de la población de edad avanzada y la mayor adopción de sistemas robóticos en el sector sanitario. En esta investigación, en concreto, se habla de robots quirúrgicos, robots de rehabilitación, radiocirugía no invasiva y automatización de hospitales y farmacias, entre otros.