Propulsão de microrobôs acústicos em fluidos biológicos complexos sob alta taxa de cisalhamento

Microrobôs não amarrados oferecem uma grande promessa para terapia alvo localizada em espaços de difícil acesso em nosso corpo. Apesar dos avanços recentes, a maioria das capacidades de propulsão de microrobôs foram limitadas a fluidos newtonianos homogêneos. No entanto, os fluidos biológicos presentes em nosso corpo são heterogêneos e possuem propriedades reológicas dependentes da taxa de cisalhamento, o que limita a propulsão de microrobôs utilizando designs e métodos de atuação convencionais. Propomos um sistema microrrobótico acionado acusticamente, consistindo em um corpo oco impresso em três dimensões com 30 micrômetros de diâmetro, equipado com uma microbolha oscilatória, para gerar fluxo fluidico de alta taxa de cisalhamento para propulsão em biofluidos complexos. O fluxo de microstreaming induzido acusticamente leva a modos de propulsão distintos do tipo deslizamento de superfície e puxador em fluidos newtonianos e não newtonianos, respectivamente. Demonstramos uma propulsão eficiente dos microrobôs em diversos fluidos biológicos, incluindo navegação in vitro através de camadas de muco em superfícies tridimensionais biologicamente relevantes. O design do microrrobô e o mecanismo de propulsão de alta taxa de cisalhamento discutidos aqui podem abrir novas possibilidades para implantar microrobôs em biofluidos complexos visando terapia alvo minimamente invasiva.