Un nuovo minuscolo robot ispirato a un pangolino può entrare in aree del corpo umano difficili da raggiungere per eseguire procedure mediche minimamente invasive.
Gli ingegneri del Max Planck Institute for Intelligent Systems di Stoccarda, in Germania, hanno creato questo prototipo di robot flessibile e in grado di mutare forma.
Il robot sarebbe capace di eseguire il riscaldamento biomedico su comando in parti remote del corpo umano, come lo stomaco e l’intestino tenue.
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Questo piccolo robot permetterà in futuro di effettuare operazioni mediche sicure e meno invasive.
Sebbene la pelle dei pangolini sia solitamente ricoperta da squame dure e rigide, questi mammiferi possono comunque muoversi liberamente e senza essere ostacolati dalle strutture sovrapposte delle squame.
Allo stesso modo, questo nuovo robot si muove all’interno del corpo umano grazie alla struttura a squame sovrapposte e alla capacità di mutare forma. La caratteristica di sovrapposizione delle scaglie del robot è stata creata tagliando al laser una lastra di metallo in modelli in scala.
Questo millirobot (delle dimensioni di circa 1 cm per 2 cm per 0,2 mm) è stato creato in particolare per il riscaldamento on-demand del corpo umano.
“Il robot viene azionato con un campo magnetico a bassa frequenza fino al punto di destinazione. L’applicazione di un campo magnetico ad alta frequenza provoca il riscaldamento delle piastre metalliche. L’energia termica può quindi essere utilizzata per interagire con l’ambiente”, si legge nello studio.
L’energia termica è comunemente utilizzata in diversi trattamenti medici, come la devitalizzazione e la coagulazione. Di conseguenza, è una delle caratteristiche desiderabili che i robot non legati devono avere.
Esistono diversi modi per ottenere il riscaldamento a distanza all’interno del corpo umano, tra cui campi termochimici, acustici, fototermici e magnetici.
“L’azionamento magnetico è emerso come un metodo promettente per i robot in applicazioni biomediche, grazie alla capacità del campo magnetico di penetrare in modo sicuro nei tessuti umani”, si legge nello studio.
In precedenza, gli ingegneri avevano dimostrato l’uso di robot magnetici morbidi basati su metalli solidi per intraprendere procedure mediche meno invasive. Tuttavia, la loro utilità medica era minima. Di conseguenza, i ricercatori hanno sviluppato questo robot innovativo, che può anche somministrare farmaci mirati.
Il team ha testato il robot in laboratorio. L’esperimento ha dimostrato che il minuscolo robot è in grado di riscaldare fino a 70°C e di eseguire un trattamento termico su tessuti mirati.
In futuro, l’equipe intende impiegare questo robot in applicazioni cliniche per la terapia di ipertermia, che prevede il riscaldamento di un tessuto per danneggiare e uccidere le cellule tumorali, senza intaccare i tessuti circostanti. Può anche essere utilizzato per controllare le emorragie in aree del corpo difficili da raggiungere.
Inoltre, il robot possiede anche alcune funzioni sofisticate, come l’erogazione di carichi di farmaci o altre applicazioni terapeutiche sui tessuti.
“I robot sono in grado di smagnetizzarsi per rilasciare il carico sui tessuti, che potrebbe essere utilizzato in futuro per la somministrazione di farmaci”, hanno spiegato gli autori.
Sebbene siano necessari ulteriori test, questa tecnologia ha il potenziale per essere un utile strumento clinico in ambito terapeutico e per le applicazioni di trattamento termico.
I dettagli di questo prototipo di robot flessibile sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications.
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