Es totalmente posible que las micromáquinas puedan algún día estar entregando medicamentos dentro del cuerpo, con muchos diseños propuestos en los últimos años. El último de ellos, de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW), se desplaza bajo su propia energía utilizando un sistema similar a cómo se elevan y hunden los submarinos.

Cuando se habla de máquinas diseñadas para encajar dentro del cuerpo humano, el espacio es obviamente una mercancía valiosa. Esto significa que la energía es usualmente subcontratada más allá del cuerpo, a menudo entregada de manera inalámbrica a través de bobinas electromagnéticas, partículas magnéticas incrustadas o luz. Los micro-bots pueden entonces ser activados para liberar su carga útil por medio de estímulos externos como ultrasonido, luz o calor infrarrojo. Pero para la nueva investigación, el equipo quería diseñar micromotores que no requirieran control externo.

«Ya sabemos que los micromotores utilizan diferentes fuerzas motrices externas, como la luz, el calor o el campo magnético, para navegar activamente hacia un lugar específico», dice Kang Liang, autor correspondiente del estudio. «En esta investigación, diseñamos micromotores que ya no dependen de la manipulación externa para navegar a un lugar específico. En vez de eso, se aprovechan de las variaciones en los ambientes biológicos para navegar automáticamente».

Esto se hace utilizando un sistema inspirado en la forma en que los submarinos se hunden y se elevan. Las máquinas de tamaño completo llenan los balastos con agua para que se hundan hacia abajo o con aire para que floten hacia arriba. Los micro-submarinos, mientras tanto, hacen lo mismo, ya sea recolectando o liberando burbujas de gas. Los subsistemas están hechos de estructuras metal-orgánicas (MOFs), materiales de alta calidad que tienen superficies extremadamente altas y pueden soportar grandes cantidades de una carga útil en un espacio físico relativamente pequeño.

Las burbujas son creadas por una enzima bioactiva, antes de acumularse dentro de los poros del MOF. La propia máquina reacciona a diferentes niveles de pH en el cuerpo – en ambientes ácidos, los MOFs se aferran a las burbujas de gas, ayudando al submarino a flotar hacia arriba. Cuando el nivel de pH sube, estas burbujas se liberan y el submarino se hunde de nuevo.

Este mecanismo permite el movimiento en 3D, dice el equipo, lo que podría ayudar a dirigir a los micro-submarinos a las células cancerosas más ácidas para entregar los medicamentos con mayor precisión. Y también son diminutas: una cápsula que se puede tragar podría contener millones de los sustitutos, y cada uno de ellos llevaría millones de moléculas de drogas.

«Imagine que se traga una cápsula para tratar un cáncer en el tracto gastrointestinal», dice Liang. «Una vez en el fluido gastrointestinal, los micro-submarinos que llevan la medicina podrían ser liberados. Dentro del líquido, pueden viajar a la región superior o inferior dependiendo de la orientación del paciente. Las partículas cargadas de medicamentos pueden entonces ser internalizadas por las células en el sitio del cáncer. Una vez dentro de las células, se degradarán causando la liberación de los medicamentos para combatir el cáncer de una manera muy específica y eficiente».

Por supuesto, todavía queda mucho trabajo por hacer para que estos se pongan a punto para el uso humano. También existe el incómodo requisito de que el paciente esté de pie o acostado para dirigir los micro-submarinos.