Um grupo de pesquisadores da Universidade de Tel Aviv, em Israel, desenvolveu um microrrobô que apresenta dimensões comparáveis às de uma célula biológica individual. O dispositivo é capaz de se movimentar através da utilização de campos elétricos e magnéticos, além de possuir a habilidade de detectar e coletar uma única célula. Tal avanço tecnológico permite uma vasta gama de possíveis aplicações.
Com base na inspiração em organismos biológicos que apresentam habilidades natas de natação, tais como bactérias e espermatozoides, cientistas elaboraram um microrrobô com dimensões aproximadas de 10 mícrons de diâmetro. Esse dispositivo apresenta a habilidade de se deslocar de maneira autônoma ou através do controle de um operador, permitindo sua utilização em ambientes intracorporais.
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O uso de um campo magnético para controlar o microrrobô, também denominado micromotor, apresenta alta eficiência. Tal método não requer a utilização de combustível ou contato direto entre o ímã e os tecidos corpóreos, além de permitir direcionamento preciso e a operação em uma ampla gama de temperaturas e condutividades de soluções. Embora micromotores elétricos proporcionem benefícios como carregamento seletivo, transporte e liberação de carga, bem como a habilidade de “deformar” células através do uso de eletricidade, estes também apresentam algumas desvantagens. Sendo assim, a combinação dos dois métodos foi considerada uma escolha óbvia.
De acordo com Gilad Yossifon, principal autor do estudo publicado na revista Advanced Science, microrrobôs operados por mecanismos de orientação elétrica não apresentaram eficácia em determinados ambientes com alta condutividade elétrica, como o ambiente fisiológico. É nesse ponto que o mecanismo magnético complementar se mostra altamente eficaz, independentemente da condutividade elétrica do ambiente.
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Após a montagem do sistema de propulsão híbrido, os pesquisadores puderam demonstrar as habilidades do microrrobô. Foi possível capturar um único glóbulo vermelho, células cancerígenas e uma única bactéria, demonstrando que o dispositivo é capaz de distinguir entre uma célula saudável e uma que sofreu danos por meio de drogas ou estava em processo de apoptose (morte celular programada). Uma vez capturada, a célula pode ser transferida para um instrumento externo para análises posteriores.
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O microrrobô híbrido possui a vantagem de capturar células não marcadas, detectando o seu estado. Este estudo é o primeiro a realizar a detecção de células apoptóticas não marcadas baseada em microrrobôs.
De acordo com Gilad Yossifon, principal autor do estudo publicado na Advanced Science, o novo desenvolvimento apresenta dois aspectos principais que avançam significativamente a tecnologia: propulsão híbrida e navegação por meio de dois mecanismos diferentes, elétrico e magnético. Além disso, o microrrobô possui capacidade aprimorada de identificar e capturar uma única célula, sem a necessidade de rotulagem, para teste local ou recuperação e transporte para um instrumento externo.
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Embora os testes do microrrobô tenham sido realizados em ambientes externos ao corpo humano, os pesquisadores estão otimistas quanto à sua possibilidade de testes in vivo em breve, devido ao seu amplo potencial de aplicação.
“Além disso, a tecnologia tem potencial para apoiar diversas áreas, incluindo diagnósticos médicos em nível de célula única, introdução de medicamentos ou genes nas células, edição genética, transporte de medicamentos para locais específicos dentro do corpo, remoção de partículas poluentes do ambiente, desenvolvimento de medicamentos e criação de um ‘laboratório em uma partícula'”, explicou Yossifon.
