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lunes, 10 de mayo de 2010

El viaje alucinante. Un minirobot dentro de tus arterias: ViRob




Muchísimas personas sufren las consecuencias de una obstrucción en una pequeña arteria cerebral o cardíaca. Estas patologías son, juntas,  las más importantes en los países desarrollados.Otra tercera causa de sufrimiento es el cáncer. ¿Puedes imaginar una pequeña máquina dentro de tus arterias y capilares incluso que consigue librarte de las consecuencias de estas enfermedades? Mirando al futuro...


De niño leí "Un viaje alucinante", de Isaac Asimov, uno de mis autores de ficción juveniles preferidos.
Sabía ya entonces  que sería imposible hacer más pequeño a un ser humano para entrar dentro de una arteria, no entendía que pudiera haber átomos más pequeños que otros, nada parecía hacer eso posible ni probablemente lo sea nunca. Sin embargo siempre imaginé un pequeño vehículo con una cámara y teledirigido que pudiera entrar en el cuerpo humano y contar qué es lo que hay dentro cuando funciona, el cómo funciona era mi mayor interés, más que arreglarlo. Hoy día esta idea, una máquina en nuestra sangre, dentro de nuestro cuerpo, parece que podrá ser una realidad en el futuro. Aunque el tamaño de un milímetro sigue siendo demasiado grande y otros apuntan más a nanopartículas dirigidas por campos magnéticos hoy día algunos científicos se toman muy enserio esta fantasía. ¿Acaso no empezaron todos los grandes inventos en una fantasía? El anuncio de mis piezas de TENTE infantiles decía que si podía imaginarlo podría constuírlo, y eso es hoy por hoy mentira. Eso sí, si no lo has imaginado está claro que no podrás contruírlo.  Empiezo imaginando:

Dentro de las arterias un pequeño robot podría ayudar a tratar infartos cerebrales y cardíacos elimincando trombos y placas de ateroma. También liberar fármacos en el lugar preciso donde hacen falta para hacer trombolisis o quimioterapia para el cáncer. La microelectrónica y la nanotecnología podrían obrar este milagro y las investigaciónes de la Universidad de Haifa en Israel hacen creíble que esto pueda ser una realidad algún día. Sigue siendo un futuro distante, pero como siempre me quedo con la pregunta de si la ciencia ficción del siglo XX será nuestro futuro en el siglo XXI ¿que tipo de Julio Verne debemos elegir para las próximas décadas?. Yo eligo el que traiga esperanza. Julio Verne nos habló de las cosas que hoy tenemos. ¿Nos habló Isaac Asimov de las fantasías que tendremos en el futuro? 
Algunas pistas parecen decir que sí, más o menos el futuro podrá parecerse a lo que imaginamos.





http://cohesion.rice.edu/centersandinst/cnst/nano.cfm
La escala de las cosas. A la izquierda la naturaleza y sus escalas para la vida. A la derecha objetos creados por el hombre y sus escalas. Sea micro o natotecnología y sea construído desde arriba abajo o de abajo arriba, lo pequeño desde luego tendrá de sobra espacio en el futuro y especialmente en el futuro de la biotecnología. En el fondo siempre hay más espacio ( "There's Plenty of Room at the Bottom," fué el título de una conferencia impartida por el físico Richard Feynman en el  American Physical Society celebrada en  Caltech el 29 de diciembre de 1959 y que se considera clave para el nacimiento de los conceptos modernos de nanotecnología.
Decimos micro o nano para referirnos a escalas muy distintas según hablemos de micras o de nanómetros. Y decimos de arriba abajo o de abajo arriba cuando contruímos algo diminuto utilizando una herramienta más grande o cuando construímos algo más grande utilizando tan solo los elementos químicos que lo componen.


Imagenes de la película de ciencia ficción basada en el libro de Isaac Asimov. Una persona en coma conoce un secreto vital, para conseguir recuperar ese recuerdo miniaturizan una nave con cinco tripulantes humanos que deben resolver la situación desde dentro del propio cuerpo. 
Con una idea similar en los 80 hicieron la película "El chip prodigioso".
 
 Más real es la cápsula de endoscopia guiada magnéticamente de Siemens_y_Olympus_
 Eso sí, es mucho más grande, centímetros contra unos milímetros. 
Cápsula endoscópica de Olympus, demasiado grande para una arteria, del tamaño justo para el tubo digestivo.



virob_robot_tiny_body
Sonda para vasos sanguíneos, aún demasiado grande para pequeños vasos.

Una comparación a escala del tamaño de un eritrocito, Una bactería E. Coli y nanotubos de carbono.

¿Cual es el tamaño más pequeño para una máquina?
Antes de contestar piensa en el chip del procesador de tu ordenador y todo lo que condensa en apenas unos milímetros.


Miniature Robot Attempts to Race Through the Body

June 10th, 2009 by Andrew Kessel


The idea of a miniature explorer through the human body has been explored and parodied more times than one can count.  Now, science has finally caught up with imagination and, although there is no mention of a shrink ray, a vessel is capable of taking a voyage through the human body (poop jokes aside).  The robot, called ViRob, was created at the Israel Institute of Technology in Haifa and researchers are hoping that it will be able to conduct almost any procedure in a minimally invasive manner.  Cue dramatic music now.
virob_robot_tiny_body
ViRob - The Only Robot with a Napoleon Complex
ViRob is pretty skinny for a robot, with a diameter of 1 millimeter (length is unspecified) and is capable of travelling up to 9 mm per second through blood vessels, the digestive tract, and the respiratory system.  Travel is facilitated by external magnetic fields that doctors say will not cause harm to the body.  For those who fear that ViRob is just a locomotive pill, guess again.  It has tiny arms that are capable of grabbing onto walls within the body, allowing it to burrow from blood vessels into organs.
Within the organ, ViRob could eventually be used to administer medicine or perform delicate procedures with minimal invasion.  Researchers are eventually hoping that they will be able to outfit the robot with a miniature camera, tongs, or blades.  With those, ViRob will be able to go into the body and directly administer medicine to tumors, retrieve biopsy samples, or take a few pictures for curious doctors.  Still curious?  Take a look at the video below and don’t be alarmed about the French reporter.  All of the interviews are in English.

Although this robot is a neat prototype, don’t expect to see ViRob or anything like it hit clinical use anytime soon.  The biggest issue is size.  Although a one-millimeter robot is tiny by most anybody’s standards, it still seems a bit big to be coursing through the body.  If ViRob just so happens to come across a buildup of cholesterol in a heart-disease patient, it is highly possible that it could get stuck and cause a pre-mature heart attack.
Another pitfall of ViRob’s size is the crawling and burrowing mechanisms.  It seems that a millimeter diameter hole in any organ would not be a pleasant experience and that it could possibly cause damage as the robot enters and exits various organs in routine checkups.  The same could be said about the feet with which ViRob grabs onto the tissue.  While it might not damage too many cells, a malfunctioning robot could easily wreak havoc inside of the body.
Here on Singularity Hub, we think that the idea of tiny robots swimming through our bodies has a bright future.  However, the man-made travellers that may one day flow freely through the body will not be very similar to the mechanized metal robots that we now know and love.  In fact, we probably won’t even call them robots.  It is more likely that they would take the form of nanoparticles and macrophages and take on the roles of cells to boost the immune system.  They will not have batteries (nor does ViRob) or mechanized parts, but will float through the body and attach to different receptors by chemical means.  It is more likely that this will become commonplace in hospitals of the future rather than robots like the ViRob and, though they might not be as exciting, they will get the job done.
Although the ViRob will probably not be the robot that invades the body and cures diseases, it is still a great concept that deserves mention.  The research done in this project could be directly applied to future solutions that are more practical.  What really matters is that the fantasies of fiction writers are now becoming everyday occurrences.  The ViRob is not going to squirm through our intestines anytime soon, but the prospect of it is what drives our excitement.


Autor: Samuel Franco Domínguez