Minirrobô para aplicações médicas adapta forma para se mover

Cientistas do Instituto Max Planck em Stuttgart, na Alemanha, desenvolveram um robô controlado magneticamente com uma estrutura única e flexível voltado para aplicações médicas, baseada no corpo de um pangolim, mamífero natural da Ásia e da África que possui um corpo escamoso.

Os pesquisadores se inspiraram no pangolim, com a capacidade de se transformar em uma esfera instantaneamente, para desenvolver um minirrobô feito de componentes metálicos rígidos e também elementos macios que, assim como o animal, pode adaptar sua forma para se mover, por exemplo, ajudando a fazer liberação seletiva de substâncias e reduzir sangramentos. Além disso, o robô também emitir calor quando necessário.

Em um trabalho de pesquisa publicado na Nature Communications de junho de 2023, os autores do estudo apresentam um projeto com não mais de dois centímetros de comprimento e consistindo de duas camadas, uma macia feita de um polímero cravejado com pequenas partículas magnéticas e uma rígida feita de elementos metálicos dispostos em camadas sobrepostas. Assim, o robô se tornou macio e flexível para ser usado no corpo humano.

Quando exposto a campos magnéticos de baixa frequência, o robô se enrola e se move para frente e para trás. Os elementos metálicos ficam dispostos como escamas para não ferir os tecidos circundantes. Uma vez enrolado, o robô pode transportar partículas de medicamentos, por exemplo. Já quando exposto a campos magnéticos de alta frequência, o robô se aquece até mais de 70°C. A energia térmica pode ser utilizada em procedimentos médicos, como tratamento de trombose, estancamento de sangramento e remoção de tecido tumoral. 

Robôs sem amarras que podem se mover livremente, feitos de elementos duros como metal e que também possam emitir calor, são raros, segundo os cientistas. Por isso, o minirrobô pangolim é considerado promissor para a medicina moderna. No vídeo abaixo, os pesquisadores mostram como podem guiar o robô de forma flexível por meio de tecidos animais e órgãos artificiais.

Raio-X da robótica médica

Nos últimos três anos, mais de 450.000 patentes foram pedidas e concedidas no setor de dispositivos médicos, de acordo com um relatório da GlobalData específico sobre Inovação em Bioimpressão 3D Robótica. Robôs de bioimpressão 3D podem criar órgãos ou outros materiais biomédicos a partir de células básicas.

Inovações robóticas estão em diferentes estágios de evolução, considerando o ciclo típico desde o surgimento da ideia até a adoção acelerada, antes de finalmente se estabilizar e atingir a maturidade. A seguir, é apresentada um gráfico em que diferentes tecnologias robóticas foram classificadas pela GlobalData, segundo sua fase de evolução:

A GlobalData espera que todos os segmentos do mercado de robótica médica cresçam na próxima década, impulsionados por demandas de procedimentos de alto volume. As organizações de saúde investirão cada vez mais em robôs médicos para compensar a escassez de equipes e melhorar o padrão de atendimento. Novos modelos de robôs devem oferecer mais possibilidades de tratamento, como microrrobôs para abordar doenças difíceis de tratar.

Em termos de patentes, a GlobalData identificou um crescimento na robótica voltada ao setor médico, passando do patamar de 469 concessões em 2016 para 638 em 2022. Em 2023, esse número segue aumentando, com um crescimento de 55% em maio em comparação com abril. A Intuitive Surgical, líder em robôs assistentes para procedimentos cirúrgicos minimamente invasivos, é a principal responsável pelas aplicações. As cinco principais detentoras de patentes robóticas, segundo a GlobalData, são empresas de dispositivos com sede nos Estados Unidos, exceto a CMR Surgical, sediada no Reino Unido. 

De acordo com um relatório da Expert Market Research, o mercado mundial de robôs médicos foi avaliado em US$ 10,5 bilhões em 2021 e deve expandir a uma taxa composta de crescimento anual de 22,5% durante 2023 e 2028, totalizando US$ 36,6 bilhões ao final do período. A expectativa é que o segmento de robôs cirúrgicos domine o mercado, representando a maior fatia do mercado em 2028. 

Os principais impulsionadores do crescimento do mercado de robôs médicos é a crescente demanda por cirurgias minimamente invasivas, o aumento da população idosa e a maior adoção de sistemas robóticos no setor de saúde. Nessa pesquisa, em particular, fala-se de robôs cirúrgicos, de reabilitação, radiocirurgia não invasiva e automação de hospitais e farmácias, entre outros.