Un micromotor podría navegar en el torrente sanguíneo humano

Investigadores de Australia han construido un motor eléctrico de sólo 250 μm de ancho que podría usarse para mover diminutos robots lo bastante estrechos para ser inyectados en el torrente sanguíneo humano, haciendo posible nuevos tipos de cirugía.

Los motores funcionan convirtiendo las vibraciones de un material piezoeléctrico en un movimiento giratorio que podría entonces usarse para dirigir estructuras similares a látigos llamadas flagelos — imitando cómo nadan algunas bacterias y otros microorganismos.

El equipo afirma que el motor piezoeléctrico es el primero de tales dispositivos en ser menor de 1 mm de tamaño y — con algunas mejoras — podría ser lo bastante potente para impulsar un robot contra el flujo del torrente sanguíneo.

La propulsión es un reto

La cirugía vascular moderna a menudo implica insertar un tubo muy fino – catéter — en un vaso sanguíneo para eliminar un bloqueo o reparar un daño. Aunque esta técnica es a menudo mucho más segura que abrir a un paciente, a veces no es posible realizarla debido a que los vasos sanguíneos pueden ser demasiado estrechos o laberínticos para navegar usando un catéter.

Algunos investigadores creen que la cirugía podría ser incluso menos invasiva usando diminutos robots auto-propulsados que podrían ser inyectados en un paciente y controlados de forma remota por un cirujano. Un reto al que se encuentran los diseñadores de tales dispositivos es cómo impulsarlos a través del torrente sanguíneo al lugar correcto del cuerpo.

El nuevo motor, construido por James Friend y sus colegas de la Universidad Monash, podría resolver el problema. Comprende un “estátor” con un corte de rendija helicoidal en él y montado en un material piezoeléctrico (J. Micromech. Microeng. 19 022001). Cuando se aplica un voltaje alterno al material, vibra a aproximadamente 660 kHz. Esto provoca que el estátor actúe como un látigo, con su extremo libre siguiendo un camino elíptico. El extremo libre del estátor está en contacto de fricción con un rotor, alrededor del cual gira siendo impulsado por el estátor.

Aunque su diseño no es nuevo — se desarrollaron motores rotacionales piezoeléctricos mucho mayores en la década de 1980 — Friend dijo a physicsworld.com que el diseño de Monash es mucho más simple que los motores existentes, haciendo más fácil su escalado a las dimensiones submilimétricas.

Casi suficiente energía

El equipo fue capaz de hacer funcionar el motor a 1295 revoluciones por minuto con una torsión de 13 nNm — lo cual es una potencia de nado de aproximadamente 4 μW. Esta potencia podría usarse para propulsar el motor a través de un fluido adosándole una estructura similar a un látigo, llamada flagelo, al rotor.

Los cálculos realizados por el equipo sugieren que el motor sólo puede entregar aproximadamente un quinto de la energía necesaria para propulsar un diminuto robot contra el flujo de una pequeña arteria humana — no obstante, el equipo tiene la esperanza de que la potencia pueda aumentarse en el futuro.

Friend añade que tales motores piezoeléctricos podría estar comercialmente disponibles para 2020.

Puede ver un video del micromotor aquí.


Autor: Hamish Johnston
Fecha Original: 20 de enero de 2009
Enlace Original

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