Micro-robots that travel through the blood to deliver medicines/Micro-robots que viajan por la sangre para suministrar medicamentos
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A common problem in modern medicine is the inability to precisely control where drugs are administered. As a result, they are often given in high doses that spread throughout the body until they reach the area that actually needs them. This can cause serious side effects in healthy tissue, such as internal bleeding in thrombosis treatments. With the development of these robots, drugs can be delivered with precision and localization, reducing risks and improving the effectiveness of treatments.
Un problema común en la medicina actual es el hecho de que no se puede controlar donde se administran los fármacos, por ello se administran en dosis altas que se van dispersando por todo el cuerpo hasta alcanzar la zona que realmente los necesita. Esto puede causar efectos secundarios graves en las partes sanas, como hemorragias internas en tratamientos para trombosis. Tras el desarrollo de estos robots, los fármacos podrán aplicarse con una entrega precisa y localizada, reduciendo riesgos y mejorando la eficacia de los tratamientos.
These micro-robots, developed by a group of researchers at ETH Zurich (Swiss Federal Institute of Technology Zurich), are tiny spherical capsules, about the size of a grain of sand (around 100-200 micrometers in diameter), designed to deliver medication directly to specific areas of the body, such as blood clots in the brain caused by a stroke. They have been tested in silicone blood vessel models and in pigs, with a success rate of over 95% in drug delivery.
Estos micro-robots desarrollados por un grupo de investigadores de la ETH Zurich (Escuela Politécnica Federal de Zúrich) son diminutas cápsulas esféricas, del tamaño de un grano de arena (alrededor de 100-200 micrómetros de diámetro), diseñadas para transportar medicamentos directamente a zonas específicas del cuerpo, como coágulos sanguíneos en el cerebro causados por un derrame cerebral (ictus). Se han probado en modelos de vasos sanguíneos de silicona y en cerdos, con una tasa de éxito superior al 95% en la entrega de fármacos.
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The operation of these micro-robots is based on a combination of biocompatible materials, magnetic control, and field-activated release. It is a spherical capsule of soluble gel made of safe materials, such as hydrogels used in medical implants. It contains iron oxide nanoparticles that respond to magnetic fields used for remote control of the robots. It also includes tantalum nanoparticles as a contrast agent, making it visible on X-rays so that doctors can track its movement in real time.
El funcionamiento de estos micro-robots se basa en una combinación de materiales biocompatibles, control magnético y liberación activada por campos externos. Es una cápsula esférica de gel soluble hecha de materiales seguros, como hidrogeles usados en implantes médicos. Contiene nanopartículas de óxido de hierro para que responda a campos magnéticos utilizados para el control remoto de los robots. Incluye nanopartículas de tantalio como agente de contraste, para que sea visible en rayos X y los médicos puedan rastrear su movimiento en tiempo real.
Finally, the active medication, such as clot-dissolving agents, antibiotics, or antitumor drugs, is loaded into the capsule. The microrobot is injected through a special catheter into the bloodstream or cerebrospinal fluid, near the target (for example, a cerebral artery). This minimally invasive procedure can be performed in a standard operating room. The robot is controlled externally using a modular magnetic navigation system designed for use in surgical settings. Magnetic fields penetrate the body without causing damage and allow for precise placement in narrow vessels.
Por último, dentro de la cápsula se carga el medicamento activo, como agentes disolventes de coágulos, antibióticos o fármacos antitumorales. Se inyecta el microrobot a través de un catéter especial en la sangre o el líquido cefalorraquídeo, cerca del objetivo (por ejemplo, en una arteria cerebral). Este proceso es mínimamente invasivo y se puede hacer en un quirófano estándar. El robot se controla externamente utilizando un sistema de navegación magnético modular, diseñado para operar en salas de cirugía. Los campos magnéticos penetran el cuerpo sin daños y permiten precisión en vasos estrechos.
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Once at the target site, a high-frequency magnetic field heats the iron oxide nanoparticles. The heat dissolves the gel coating, releasing the drug directly at the precise location. The microrobot then completely degrades, leaving no residue. These microrobots have proven successful in laboratory tests using artificial blood vessels and in animal studies (mice, pigs), and researchers at ETH Zurich report their success in larger animals.
Una vez en el sitio objetivo, un campo magnético de alta frecuencia calienta las nanopartículas de óxido de hierro. El calor disuelve la envoltura de gel, liberando el fármaco directamente en el lugar preciso y posteriormente el microrobot se degrada por completo, sin dejar residuos. Estos microrobots han demostrado tener éxito en pruebas de laboratorio utilizando vasos sanguíneos artificiales y estudios con animales (ratones, cerdos), y los investigadores de la ETH Zurich informan de su éxito en animales más grandes.
The technology is not yet approved for clinical use in humans, but it is progressing rapidly, and researchers believe that human trials for certain applications, such as the treatment of bladder and pancreatic cancer, could begin in the coming years, possibly within three to five years for some systems. This development represents a major advance in "precision medicine," such as the delivery of clot-dissolving agents without high systemic doses or the localized treatment of infections, brain tumors, aneurysms, or arteriovenous malformations.
La tecnología aún no está aprobada para uso clínico en humanos, pero avanza rápidamente y los investigadores creen que los ensayos en humanos para ciertas aplicaciones, como el tratamiento del cáncer de vejiga y de páncreas, podrían comenzar en los próximos años, posiblemente en un plazo de tres a cinco años para algunos sistemas. Este desarrollo representa un gran avance en la "medicina de precisión", como la entrega de disolventes para coágulos sin dosis sistémicas altas o el tratamiento localizado de infecciones, tumores cerebrales, aneurismas o malformaciones arteriovenosas.
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https://ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2025/11/microrobots-finding-their-way.html
Interesting read, I'm new to this community.