Piccoli microrobot possono viaggiare attraverso il corpo umano rotolando
Gli ingegneri della Purdue University hanno sviluppato un minuscolo robot rettangolare in grado di funzionare all’interno del corpo umano. La nuova tecnologia, che è stata dimostrata in modelli animali vivi, ci avvicina a sfruttare la potenza dei robot per molte applicazioni innovative, in particolare nel settore sanitario.
Il nuovo studio è stato pubblicato su Nature Machine Intelligence .
Il robot, che si è mosso attraverso il colon eseguendo salti mortali, è uno strumento di trasporto della droga. Organi come il colon sono considerati terreni accidentati, in parte spiegando l’aspetto backflip della tecnologia. È la prima dimostrazione di un microrobot rotolante in vivo.
Uno dei principali vantaggi dell’utilizzo di un minuscolo robot per la somministrazione di farmaci è che può raggiungere esattamente il sito di destinazione. In questo modo, il robot potrebbe bypassare altri organi con cui i farmaci potrebbero interagire, causando effetti collaterali come perdita di capelli e sanguinamento dello stomaco.
Il microrobot è alimentato e controllato in modalità wireless da un campo magnetico all’esterno.
David Cappelleri è professore associato di ingegneria meccanica alla Purdue.
“Quando applichiamo un campo magnetico esterno rotante a questi robot, ruotano proprio come un pneumatico di un’auto su un terreno accidentato”, 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 per il suo facile punto di ingresso e per il suo ambiente difficile.
Luis Solorio è un assistente professore presso la Weldon School of Biomedical Engineering di Purdue.
“Spostare un robot intorno al colon è come usare il 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 stanno seguendo il percorso, ma il robot si sta muovendo nella direzione opposta. Non è solo un viaggio facile. “
L’ambiente difficile rende la capacità del robot di operare al suo interno ancora più impressionante
Microrobot magnetici cadenti in vivo
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Esperimenti
Gli esperimenti in vivo si sono svolti nei due punti di topi vivi, che sono stati posti sotto anestesia. Un microrobot è stato prima messo in una soluzione salina prima di essere inserito nei topi e le apparecchiature a ultrasuoni hanno aiutato a osservare i suoi movimenti in tempo reale.
I ricercatori hanno anche stabilito che i microrobot potrebbero funzionare con successo nei suini, a causa delle somiglianze tra le viscere dell’animale e gli esseri umani.
Craig Goergen è Leslie A. Geddes Professore Associato di Ingegneria Biomedica di Purdue.
Il microrobot è stato ricoperto da un finto farmaco fluorescente ed è stato in grado di trasportare con successo il farmaco in tutta la soluzione mentre rotolava.
“Siamo stati in grado di ottenere un rilascio gradevole e controllato del carico utile del farmaco. Ciò significa che potremmo potenzialmente guidare il microrobot in una posizione nel corpo, lasciarlo lì e quindi consentire al farmaco di uscire lentamente. E poiché il microrobot ha un rivestimento polimerico, il farmaco non cadrà prima di raggiungere una posizione target “, ha detto Solorio.
I microrobot sono realizzati in polimero e metallo, che sono atossici e biodegradabili.
“Da un punto di vista diagnostico, questi microrobot potrebbero prevenire la necessità di colonscopie minimamente invasive aiutando a raccogliere i tessuti. Oppure potrebbero fornire carichi utili senza dover svolgere il lavoro di preparazione necessario per le colonscopie tradizionali “, ha detto Goergen.
