La idea de mover una cápsula diminuta por el interior de un vaso sanguíneo puede sonar a ciencia ficción, pero un equipo de ETH Zurich ha logrado que un dispositivo de apenas unos milímetros avance por arterias cerebrales, detectado en tiempo real mediante rayos X y guiado gracias a campos magnéticos externos. Su misión consiste en llevar fármacos directamente hasta un trombo que está obstruyendo el flujo sanguíneo, algo clave en un ictus isquémico. Esta propuesta permite reducir la dosis total de medicamentos trombolíticos, ya que la liberación ocurre justo en la zona afectada. El gel que envuelve el fármaco incorpora nanopartículas de óxido de hierro para permitir la navegación y nanopartículas de tántalo para facilitar la visibilidad radiológica.

El desarrollo ha pasado por modelos matemáticos que simulan anatomías complejas, así como pruebas en animales grandes, alcanzando tasas de éxito notables en la llegada al objetivo. En este artículo se exponen los detalles técnicos, el contexto médico y las implicaciones que puede tener esta tecnología en tratamientos de urgencia donde cada minuto cuenta.

Un dispositivo pensado para actuar cuando el tiempo apremia

El ictus isquémico sigue siendo una de las principales causas de muerte y discapacidad en el mundo, con más de 12 millones de casos al año según los datos citados por ETH Zurich en su comunicado. La necesidad de restaurar el flujo sanguíneo lo antes posible es absoluta: las neuronas empiezan a morir a los pocos minutos. El tratamiento farmacológico convencional requiere administrar agentes trombolíticos por vía sistémica, de forma que circulan por todo el cuerpo antes de llegar al trombo. Esto obliga a usar dosis más altas de las que nos gustaría, incrementando el riesgo de hemorragias.
La cápsula magnética desarrollada en ETH Zurich aparece como una alternativa prometedora. Se introduce mediante un catéter y, una vez liberada, se guía por el interior del vaso sanguíneo hasta el lugar exacto donde se encuentra el trombo, tal y como explican investigadores de la institución.

La cápsula combina nanopartículas de óxido de hierro para poder ser arrastrada o empujada por campos magnéticos externos, y nanopartículas de tántalo para hacerse visible en los sistemas de rayos X. La noticia destaca que los experimentos lograron mover la cápsula incluso en zonas con flujos sanguíneos elevados, donde las velocidades pueden alcanzar los 20 cm/s. Todo esto se logra con un diseño minimalista, lo bastante compacto como para circular por vasos cerebrales estrechos sin bloquearlos.

Cómo se consigue mover una cápsula por el interior de una arteria cerebral

El núcleo técnico del proyecto se basa en la manipulación magnética de un objeto cargado con nanopartículas ferromagnéticas. En este caso, la cápsula está formada por un gel blando que envuelve el fármaco y que se disuelve cuando se aplica un campo de alta frecuencia. Para introducirla, se utiliza un catéter convencional con un pequeño sistema de agarre en su punta,

Una vez liberada, tres modos de navegación magnética permiten su control. En escenarios donde el flujo es relativamente bajo, los investigadores aplican un campo magnético que hace “rodar” la cápsula por la pared del vaso. Cuando el flujo es alto o el vaso presenta cambios bruscos, se incrementa el gradiente magnético para “tirar” de la cápsula hacia la región de mayor intensidad. Finalmente, también pueden combinar el flujo sanguíneo con la dirección del campo para ayudar a la cápsula a entrar en ramificaciones concretas sin perder precisión, según las pruebas descritas .

Una de las claves técnicas más relevantes es la relación entre el diámetro de la cápsula, la viscosidad del fluido y la magnitud del gradiente magnético necesario para compensar la fuerza de arrastre. Los modelos matemáticos manejados en la literatura microrrobótica establecen que, cuando el diámetro total disminuye, la sensibilidad a pequeñas variaciones del flujo aumenta de forma casi exponencial. De esta forma, un gradiente insuficiente puede resultar en desviaciones de varios milímetros, algo inaceptable en regiones cerebrales donde un error de 2 o 3 mm basta para fallar una bifurcación crítica.

El equipo de ETH Zurich integró, además, nanopartículas de tántalo para que la cápsula fuera claramente visible en imágenes de rayos X. Esto es importante porque permite a los especialistas seguir la navegación en tiempo real sin depender de estimaciones indirectas. La señal de liberación del fármaco se produce cuando se aplica un campo magnético de alta frecuencia que calienta las nanopartículas de óxido de hierro. Ese aumento térmico disuelve el gel y permite que el fármaco se libere justo en el trombo, sin saturar el resto del organismo.

Qué puede suponer esto en entornos clínicos reales

Aunque hoy el estándar en los hospitales sigue siendo la trombólisis sistémica y la trombectomía mecánica, la aparición de un agente terapéutico capaz de navegar por los vasos sanguíneos añade una herramienta más al arsenal clínico. Para que tenga un papel relevante, la cápsula debe demostrar eficacia equivalente o superior en la disolución del trombo y un perfil de seguridad claramente mejorado.

Los estudios en animales grandes, mencionados tanto en Popular Science como en la nota de prensa de ETH Zurich, aportan optimismo. Sin embargo, la transición hacia humanos siempre es compleja. Las anatomías cerebrales varían enormemente, y la potencia necesaria para la manipulación magnética debe ajustarse a cada caso. Además, los procedimientos tendrán que encajar dentro de la ventana terapéutica del ictus, que suele estar entre 4,5 y 6 horas desde el inicio de los síntomas para la administración de trombolíticos.

Por otro lado, la posibilidad de reducir drásticamente la dosis sistémica de fármacos podría disminuir los riesgos de hemorragias, que son una de las complicaciones más graves en los tratamientos actuales. En teoría, si se liberan únicamente 5 o 10 mg en el punto exacto, en lugar de decenas de miligramos en todo el sistema circulatorio, la probabilidad de sangrado en otros tejidos debería reducirse. También habría beneficios en pacientes con contraindicación parcial a la trombólisis sistémica o aquellos que no pueden someterse a trombectomía mecánica.

Por el momento, la tecnología no está lista para uso humano. Según comentan en Science la investigación aún se encuentra en fase preclínica y requiere ensayos adicionales antes de presentarse a aprobación regulatoria. La adopción clínica también dependerá de la disponibilidad de equipos capaces de generar campos magnéticos fuertes y controlados, con precisión milimétrica, algo que no todos los hospitales poseen.

A pesar de ello, los resultados obtenidos hasta ahora son difíciles de ignorar: la combinación de nanotecnología, materiales biocompatibles y control externo abre una vía completamente nueva para tratar obstrucciones vasculares desde dentro y con una intervención mínima.

Reflexiones adicionales

En el plano técnico, el proyecto demuestra que es viable mover una cápsula en un entorno biológico donde los flujos son turbulentos, las geometrías cambiantes y la variabilidad entre individuos significativa. Es una demostración de ingeniería biomédica que combina campos magnéticos dinámicos, materiales inteligentes y técnicas de imagen. También se acerca a un concepto de medicina ultraprecisa que, hasta hace poco, era más teórico que práctico.

A nivel ético y sanitario, cabe preguntarse cómo se implantará esta tecnología en sistemas de salud ya saturados. Requiere personal especializado, infraestructura compleja y un proceso de aprendizaje que no será inmediato. Pero, si la reducción de complicaciones y la mejora de la eficacia se confirman, podría convertirse en una herramienta adicional capaz de salvar vidas sin procedimientos invasivos.

El mayor reto será lograr que esta tecnología no quede confinada a centros de referencia y pueda llegar a hospitales generales. Si se supera esa barrera, la administración focalizada de fármacos podría convertirse en un recurso habitual en diversas patologías, no sólo en ictus. El tiempo dirá si estos microrrobots logran consolidarse como una opción real en el tratamiento de urgencias neurológicas.