Microroboti minuscoli possono viaggiare all’interno del corpo umano rotolando

Gli ingegneri dell’Università di Purdue hanno sviluppato un piccolo robot rettangolare in grado di operare all’interno del corpo umano. La nuova tecnologia, che è stata dimostrata in modelli animali vivi, ci avvicina all’utilizzo del potere dei robot per molte applicazioni innovative, soprattutto nel settore sanitario.

Lo studio è stato pubblicato su Nature Machine Intelligence.

Il robot, che si muoveva nel colon attraverso capriole, è uno strumento per il trasporto di farmaci. Organi come il colon sono considerati un terreno difficile, in parte a causa dell’aspetto della tecnologia che prevede le capriole. È la prima dimostrazione di un microrobot che rotola in vivo.

Uno dei principali vantaggi dell’utilizzo di un piccolo robot per consegnare farmaci è che può colpire esattamente il sito bersaglio. Facendo ciò, il robot potrebbe bypassare altri organi con cui i farmaci potrebbero interagire, causando effetti collaterali come la perdita di capelli e il sanguinamento gastrico.

Il microrobot è alimentato e controllato wireless da un campo magnetico esterno.

David Cappelleri è un professore associato di ingegneria meccanica alla Purdue.

“Quando applichiamo un campo magnetico rotante esterno a questi robot, ruotano come una ruota di un’auto su un terreno difficile”, ha detto Cappelleri. “Il campo magnetico penetra anche in modo sicuro diversi tipi di mezzi, il che è importante per l’utilizzo di questi robot nel corpo umano”.

Il colon è stato scelto a causa del suo punto di ingresso facile, nonché del suo ambiente difficile.

Luis Solorio è un professore assistente alla Scuola di Ingegneria Biomedica Weldon di Purdue.

“Muovere un robot intorno al colon è come usare il people-walker in un aeroporto per raggiungere un terminal più velocemente. Non solo il pavimento si muove, ma anche le persone intorno a te”, ha detto Solorio.

“Nel colon, ci sono tutti questi fluidi e materiali che seguono il percorso, ma il robot si muove nella direzione opposta. Non è affatto un viaggio facile”.

L’ambiente difficile rende ancora più impressionante la capacità del robot di operare al suo interno.

https://www.youtube.com/watch?v=9OsYpJFWnN8&feature=youtu.be

Esperimenti

Gli esperimenti in vivo si sono svolti nel colon di topi vivi, che sono stati sottoposti ad anestesia. Un microrobot è stato inserito in una soluzione salina prima di essere inserito nei topi, e l’attrezzatura di ultrasuoni ha aiutato a osservare i suoi movimenti in tempo reale.

I ricercatori hanno anche determinato che i microrobot potevano operare con successo nei maiali, a causa delle somiglianze tra gli intestini dell’animale e quelli umani.

Craig Goergen è il professore associato di Ingegneria Biomedica Leslie A. Geddes di Purdue.

Il microrobot era coperto con un farmaco mock fluorescente e ha potuto trasportare con successo il farmaco attraverso la soluzione mentre rotolava.

“Siamo riusciti a ottenere una bella liberazione controllata del carico del farmaco. Ciò significa che potremmo potenzialmente guidare il microrobot in una posizione nel corpo, lasciarlo lì e poi permettere al farmaco di uscire lentamente. E poiché il microrobot ha un rivestimento di polimero, il farmaco non cadrebbe prima di raggiungere la posizione bersaglio”, ha detto Solorio.

I microrobot sono fatti di polimero e metallo, che sono non tossici e biodegradabili.

“Da un punto di vista diagnostico, questi microrobot potrebbero prevenire la necessità di colonoscopie minimamente invasive aiutando a raccogliere tessuti. Oppure potrebbero consegnare carichi senza dover eseguire il lavoro di preparazione necessario per le colonoscopie tradizionali”, ha detto Goergen.