Micromáquinas móviles multifuncionales responsivas a estímulos impresas en 3D

Las micromáquinas móviles actuadas y controladas magnéticamente tienen el potencial de ser un facilitador clave para diversas manipulaciones inalámbricas en lab-on-a-chip y terapias dirigidas mínimamente invasivas. Sin embargo, sus capacidades de ejecución de tareas embebidas, o físicas, que dependen únicamente de la programación y control magnético, pueden limitar su rendimiento proyectado y diversidad funcional. La integración de materiales responsivos a estímulos con micromáquinas magnéticas móviles puede mejorar su caja de herramientas de diseño, permitiendo definir nuevas capacidades funcionales controladas de manera independiente. Con este fin, aquí mostramos microtornillos magnéticos y microrollers de hidrogel imprimidos en tres dimensiones (3D) y de tamaño controlable que responden a cambios en campos magnéticos, temperatura, pH y cationes divalentes. Mostramos microtornillos de tamaño controlable en dos direcciones que pueden hincharse y encogerse reversiblemente con temperatura, pH y cationes divalentes para múltiples ciclos. Presentamos la adaptación espacial de estos microrollers para penetración a través de canales estrechos y su potencial para oclusión controlada de pequeños capilares (30 μm de diámetro). Además, demostramos microtornillos de tamaño controlable en una dirección que pueden hincharse con temperatura hasta un 65% de su longitud inicial. Sin embargo, estos microtornillos de hidrogel, una vez hinchados, solo pueden ser degradados enzimáticamente para su eliminación. Nuestros resultados pueden inspirar aplicaciones futuras de microrobots móviles multifuncionales impresos en 3D y 4D para intervenciones obstructivas dirigidas con precisión (por ejemplo, embolización) y manipulaciones en lab- y organ-on-a-chip.