
I micro-robot che possono navigarci e ispezionarci dall’interno
Da La Ragione
Fra non molto potremmo beneficiare di nuove procedure terapeutiche e diagnostiche che cambieranno il nostro modo di approcciarsi alle malattie. Grazie a piccoli robot potremmo intervenire con una precisione mai vista prima. Questi minuscoli dispositivi saranno in grado di eseguire trattamenti personalizzati e operazioni complesse direttamente all’interno dell’organismo. L’idea di poter ‘navigare’ dentro il corpo umano in modo controllato e non invasivo era stata presentata nel romanzo di fantascienza di Isaac Asimov “Viaggio allucinante”, poi trasformato in un film nel 1966 e successivamente ripresentato con un remake nel 1987: “Salto nel buio”. Oggi la tecnologia è evoluta a tal punto da metterci a disposizione quello che prima sembrava solo fantasia.
Il primo degli strumenti realizzati per ‘viaggiare’ all’intemo del tratto gastrointestinale è stata la video-capsula, già in uso da svariati anni. Viene ingerita e poi espulsa con le feci dopo che ha filmato tutto il tratto digestivo. Strumenti simili verranno a breve realizzati per analizzare il tratto urogenitale, respiratorio e perfino la cavità addominale. Negli ultimi anni si stanno anche progettando micro-robot della grandezza di pochi micrometri (più piccoli di un millimetro) capaci di muoversi nel circolo sanguigno e linfatico ma anche nel liquor cerebrale fino a passare persino all’interno nei tessuti. La loro propulsione è prevalentemente elettromagnetica e potranno essere programmati e guidati con precisione dall’esterno verso le aree del corpo che necessitano di trattamenti.
Le aziende Bionaut Labs, Microbot Medical, Ichor Medical Systems, Sri International e persino Verily Life Sciences di Alphabet (Google) sono fra le protagoniste di questa rivoluzione tecnologica e stanno mettendo i loro prodotti a disposizione per gli studi in prossima sperimentazione. Il primo di questi è il progetto I-Bot, sviluppato dalla Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, che sarà realizzato sull’uomo nel 2025. Finanziato dall’European Research Council, il progetto prevede la combinazione di ultrasuoni e campi magnetici per guidare micro-robot attraverso il corpo umano. L’obiettivo è creare una nuova generazione di strumenti capaci di riparare i tessuti, rimuovere placche vascolari, risolvere trombosi venose e stenosi arteriose, disostruire shunt cerebrali, ma anche rilasciare farmaci in aree del corpo malate senza danneggiare quelle sane. Il beneficio potrebbe essere notevole in molte malattie: soprattutto in quelle neoplastiche, cardiovascolari e neurologiche.
Nel frattempo alla Cornell University di New York i ricercatori stanno dando vita a un altro tipo di mini-robot da poter utilizzare anche a scopo terapeutico. Sono capaci di trasformarsi secondo il metodo degli kirigami – un’arte giapponese simile all’origami – che combina il taglio e la piegatura della carta per creare forme tridimensionali complesse. Questi minuscoli strumenti sono composti da pannelli esagonali di biossido di silicio collegati da oltre 200 cerniere ultra sottili che conferiscono ai robot una straordinaria flessibilità. Quando viene applicata una corrente le cerniere nanometriche si attivano, permettendo ai pannelli di piegarsi e dispiegarsi in configurazioni complesse. Grazie a questo meccanismo i dispositivi possono cambiare forma e muoversi, ma anche espandersi e contrarsi fino al 40% delle loro dimensioni originali in soli 100 millisecondi.
Ma perché tutti questi strumenti possano evolvere verso un effettiva fattibilità terapeutica bisognerà che sia garantita la biocompatibilità con l’organismo umano, per evitare reazioni avverse come allergie o forme di rigetto da parte del sistema immunitario. Inoltre i micro-robot dovranno essere in grado di disintegrarsi ed essere espulsi una volta completato il loro compito. Se le sperimentazioni daranno esito positivo e la tecnologia si perfezionerà ulteriormente, è probabile che questi dispositivi diventeranno parte integrante della nostra vita. Grazie a loro verrà costantemente monitorato lo stato di salute, le malattie verranno prevenute e nel caso curate, con un enorme beneficio per la qualità della vita ma anche per i costi e il carico del sistema sanitario.