“Uno strumento rilevante per la medicina del futuro, in particolar modo nel trattamento oncologico, per un controllo preciso su più farmaci”. Così il ricercatore Yang Zilin, coautore dello studio condotto da un team di specialisti della Nanyang Technological University di Singapore che, guidati dal professor Lum Guo Zhang, hanno creato un micro robot per la somministrazione mirata di farmaci (come chemioterapici). L’intento: portare terapie mirate, in maniera precisa ed efficiente, a specifiche aree del corpo. Nel dettaglio, il robot in miniatura (è grande quanto un chicco di riso, mi gli studiosi stanno già lavorando per ridurne ulteriormente le dimensioni e utilizzarlo, tra gli altri, nel trattamento dei tumori cerebrali, del carcinoma della vescica e del cancro del colon) riesce a trasportare quattro farmaci diversi contemporaneamente, rilasciandoli in un determinato ordine e con il dosaggio previsto. Un aspetto tutt’altro che irrilevante, considerando che nei modelli precedenti i ricercatori non potevano programmare la sequenza ed il robot era riuscito ad erogare un massimo di tre farmaci alla volta.
Rivoluzione annunciata
Il professor Lum Guo Zhang spiega che i metodi canonici di trattamento – per vena, bocca o iniezione – hanno avere un’efficacia inferiore rispetto alla somministrazione mirata di farmaci attraverso il micro robot. Pubblicata sulla rivista Advanced Materials, la ricerca fa leva su nanoparticelle magnetiche (che trovano un sempre crescente utilizzo nelle applicazioni biomediche) e polimeri (la cui scienza è un settore altamente multidisciplinare, contraddistinto da conoscenze che spaziano dalla chimica organica all’ingegneria meccanica) del tutto sicure per il corpo umano.
I movimenti del micro robot vengono controllati impiegando campi magnetici. In Comune a ogni classe, infatti, è il movimento attivo: il robot viene attrezzato con dei sistemi di propulsione attiva. Così, inserendo delle particelle magnetiche tra i suoi materiali, si mira a raggiungere un duplice obiettivo: generare dei campi magnetici all’esterno e creare una forza propulsiva per orientare il robot in una specifica direzione. Già a marzo 2022, nell’articolo “Miniature medical robots step out from sci-fi” su Nature, il giornalista scientifico Anthony King toccava questo tema.
Oggi, a tre anni di distanza, l chirurgo Yeo Leong Litt Leonard degli ospedali di Singapore (Ng Teng Fong General Hospital e National University Hospital), ribadisce che strumenti innovativi di questo tipo – il cui universo, costituito da una moltitudine di materiali e tipologie, sistemi propulsivi e meccanismi di azione, ne rende vastissime le possibili applicazioni – “si riveleranno sicuri ed efficienti”.
Dall’Europa agli Stati Uniti
Non solo Singapore. A progettare micro robot intelligenti e autonomi – di dimensioni microscopiche oppure millimetriche, che in futuro potranno essere introdotti nel corpo umano senza ricorrere a bisturi e interventi chirurgici – c’è un gruppo di ricerca
della Facoltà di ingegneria della Libera Università di Bolzano guidato dal professor Niko Münzenrieder, con il supporto del ricercatore Giuseppe Cantarella (Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia) e del team di robotica multiscala della Scuola Politecnica Federale (ETH) di Zurigo guidata dal professor Bradley Nelson. I micro robot progettati nell’ambito del progetto “Flexibots” sono morbidi, flessibili, biocompatibili, riconfigurabili e privi di fili, capaci di rispondere a stimoli ambientali, elaborare informazioni e comunicare in modalità wireless. E ancora, possono muoversi attraverso i liquidi – come il sangue – e svolgere più compiti.
“Abbiamo integrato con successo una varietà di dispositivi elettronici attivi (sensori, transistor e antenne) direttamente sui micro robot. Tali innovazioni permettono loro di percepire l’ambiente circostante e comunicare, avvicinandoci sempre di più alla realizzazione potenziale dei micro robot nelle applicazioni mediche”, le parole del professor Münzenrieder.
Dall’Europa agli Stati Uniti, dove uno studio condotto dal California Institute of Technology (Caltech), visibile su Science Robotics, ha visto i ricercatori sviluppare delle microstrutture sferiche realizzate in “polietilenglicole diacrilato” (il pre-polimero per la sintesi dell’idrogelo), rivelando enormi potenzialità nel trasporto mirato di medicinali. Della dimensione di 30 micron di diametro (quanto un capello umano, per intenderci), i micro robot – già testati sui topi – sono biocompatibili e programmabili per raggiungere aree specifiche nel corpo umano. Anche in questo caso, i robot sono dotati di nanoparticelle magnetiche che permettono loro di essere direzionati attraverso un campo magnetico esterno. Una volta giunti alla zona target, restano fermi e rilasciano il farmaco in modo tanto controllato quanto efficiente.
