Martes, 20 de enero de 2009 – 15:19 GMT
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Motores minúsculos para cirugía
BBC Ciencia
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Los cirujanos podrían contar pronto con una nueva herramienta en sus operaciones: minúsculos motores mecánicos poco más grandes que un cabello humano.
Tal como afirman los científicos de la Universidad Monash, en Australia, el llamado motor Proteus, podría ser capaz de “nadar” por las arterias humanas para tratar, por ejemplo, a pacientes que han sufrido un derrame cerebral o deshacer bloqueos en el flujo sanguíneo.
Los científicos, que publican su estudio en Journal of Micromechanics and Microengineering (Revista de Micromecánica y Microingeniería), afirman que esto podría pronto hacerse realidad gracias a la piezoelectricidad.
Ésta es la capacidad de ciertos cristales de generar un voltaje, un fenómeno que se usa comúnmente para encender con una chispa una estufa de gas.
Ahora los científicos lograron crear micromotores de sólo 250 micrómetros (la cuarta parte de un milímetro) de ancho.
Éstos, afirman los investigadores, podrían utilizarse para transportar a minirobots dentro del organismo para llevar a cabo ciertos procedimientos quirúrgicos que se dificultan por el tamaño o inflexibilidad de los instrumentos quirúrgicos.
Por ejemplo, en la complicada red de vasos sanguíneos en el cerebro donde es imposible usar catéteres.
Energía miniaturizada
Durante mucho tiempo los científicos han soñado con los beneficios que podrían obtenerse con robots minúsculos que pudieran desplazarse fácilmente por el cuerpo humano.
El problema hasta ahora ha sido cómo lograr que funcionen.
Los motores eléctricos convencionales no funcionan adecuadamente cuando se les reduce en tamaño ya que entre más pequeños menos potencia para superar la resistencia de sus rodamientos.
Tal como señala el profesor James Friend, quien dirigió la nueva investigación, ese ha sido uno de los principales obstáculos en el desarrollo de la microtecnología utilizada para los pequeños robots quirúrgicos.
“Si tomamos un catálogo de electrónica, encontraremos todo tipo de sensores, chips de memoria, etc., que representan lo más avanzado en tecnología y miniaturización”.
“Sin embargo, si revisamos un catálogo de motores, veremos que ha habido muy pocos cambios desde los 1950”, dice el investigador.
Ahora, sin embargo, los científicos han logrado solucionar este problema con los llamados materiales piezoeléctricos.
Éstos son por lo general cristales que se expanden y contraen cuando se les aplica un voltaje.
El profesor Friend y su equipo pensaron que la piezoelectricidad podría ser una fuente de energía muy adecuada para los micromotores porque ésta puede reducirse sin perder potencia, incluso en un tamaño suficientemente pequeño para entrar en la corriente sanguínea.
Piezoelectricidad
La piezoelectricidad está basada en la capacidad de ciertos materiales de general electricidad en respuesta a la tensión mecánica.
Por ejemplo, en una estufa de gas, el interruptor de encendido dispara un resorte que libera una bola que choca contra una pieza de material piezoeléctrico, a menudo un cristal, que traduce la fuerza de la bola en más de 10.000 voltios de electricidad que posteriormente viajan a través de alambres, llegan al gas y comienzan el fuego de la estufa.
Según el profesor Friend “existen muchas oportunidades para crear micromotores en campos tan diversos como biomedicina, electrónica, aeronáutica y la industria automotriz”.
“Se han creado diversos diseños, pero la piezoelectricidad ha sido la tecnología más favorable por sus características en la reducción de tamaño y, en general, nos ofrece una excelente plataforma para el desarrollo de micromotores”, agrega.
Los científicos ya lograron producir prototipos de micromotores y ahora están estudiando formas de mejorar los métodos de montaje y de los aparatos mecánicos que mueven y controlan los micromotores.
Tal como señalan los expertos, aunque en el laboratorio estos micromotores ya han demostrado un buen rendimiento, ahora será necesario probar su eficacia en fluidos.
Y si resulta exitosa, esta nueva aplicación de la piezoelectricidad podría traer numerosos beneficios para tratar enfermedades en el interior del cuerpo humano.
