Uma equipa de investigadores da Universidade de Waterloo, no Canadá, criou materiais inteligentes à base de plantas, que servirão a uma nova era de micro robots médicos, essenciais para transformar potencialmente os procedimentos médicos, tornando-os menos invasivos e mais eficientes.
Liderada pelo professor Hamed Shahsavan do Departamento de Engenharia Química, esta investigação incorpora uma abordagem holística à concepção, síntese, fabrico e manipulação de micro robots.
Estes pequenos robots podem navegar em ambientes confinados e cheios de fluidos, tal como o corpo humano, e transportar cargas frágeis, como células ou tecidos, para locais precisos. Além disso, são biocompatíveis e não tóxicos, o que os torna ideais para aplicações médicas.
Construídos a partir de compósitos de hidrogel avançados, estes robots incorporam nanopartículas de celulose sustentáveis, derivadas de plantas, numa mistura única de materiais que permite um controlo e uma manobrabilidade precisos.
“No meu grupo de investigação, estamos a fazer a ponte entre o antigo e o novo”, afirmou o director do Smart Materials for Advanced Robotic Technologies (SMART-Lab), Shahsavan. “Introduzimos micro robots emergentes, aproveitando a matéria mole tradicional, como hidrogéis, cristais líquidos e coloides”.
Segundo a revista Interesting Engineering, um dos aspectos mais notáveis destes materiais inteligentes é a sua capacidade de mudar de forma quando expostos a estímulos químicos externos. Isto permite aos investigadores programar a mudança de forma essencial para o fabrico de robots maleáveis funcionais, que podem ser adaptados para tarefas médicas específicas, como biópsias e transporte de células e tecidos. Além disso, os micro robots possuem uma qualidade única de auto-cura, eliminando a necessidade de adesivos tradicionais.
O material também pode ser modificado com magnetismo, para facilitar o movimento destes robots macios através do corpo humano. Como prova de conceito, os investigadores conseguiram manobrar um pequeno robot através de um labirinto, controlando o seu movimento com um campo magnético. A prova de conceito também demonstrou a mobilidade do robot num ambiente cheio de ácido clorídrico (HCl).
Isto abre um campo de possibilidades para a administração precisa e direccionada de medicamentos, a reparação de tecidos e a exploração do corpo humano.
“Os engenheiros químicos desempenham um papel fundamental na expansão das fronteiras da investigação em micro-robótica médica”, afirmou Shahsavan. “Enfrentar os muitos grandes desafios da micro-robótica requer o conjunto de competências e conhecimentos que os engenheiros químicos possuem, incluindo a transferência de calor e massa, a mecânica dos fluidos, a engenharia de reacções, os polímeros, a ciência das matérias moles e os sistemas bioquímicos”.
Para o investigador, o culminar desta investigação não é o fim, mas sim o início de uma viagem emocionante. O próximo desafio para Shahsavan e o grupo de investigação é reduzir estes micro robots para tamanhos sub-milimétricos.
“Estamos numa posição única para introduzir vias inovadoras neste domínio emergente, graças aos nossos conhecimentos e competências multidisciplinares”, concluiu.
