I robot sono destinati a conquistarsi uno spazio sempre maggiore nella medicina. Non solo come preziosi assistenti dei chirurghi in sala operatoria o eseguendo essi stessi operazioni che richiedono elevatissimi livelli di accuratezza e precisione, ma anche come macchine in grado di agire dall’interno del corpo umano, per diagnosticare o curare malattie. In quest’ultimo filone di ricerche si inseriscono i microrobot biodegradabili e telecomandabili frutto del lavoro portato avanti da un’equipe internazionale di scienziati, guidata dal professor Li Zhang dell’Università cinese di Hong Kong e dal professor Kostas Kostarelos dell’Università di Manchester, e che ha coinvolto anche i ricercatori dell’Università di Edimburgo.
Una grande sfida
Riuscire a realizzare simili robot rappresenta una grande sfida per la scienza medica, che impone il superamento di una serie di problematiche che finora hanno sbarrato la strada all’ambito traguardo. Problematiche che concernono aspetti quali la biocompatibilità dei robot, il loro controllo una volta all’interno dell’organismo umano e, non ultimo, il processo di espulsione dal corpo o della loro degradabilità. Problemi che i ricercatori, come spiegano nell’articolo pubblicato sull’ultimo numero della rivista Science Robotics sono riusciti in buona parte a superare.
Per mettere a punto i microrobot, gli scienziati hanno utilizzato una base organica, l’alga spirulina, un cianobatterio che vive che vive in laghi salati con acque alcaline e calde, ampiamente usato anche come integratore alimentare. Questa base organica è stata rivestita di ossido di ferro, creando così il minuscolo robot.
Concettualmente semplice, la soluzione messa a punto consente ai ricercatori di controllare il movimento dei microrobot e di indirizzarli verso l’obiettivo attraverso i campi magnetici. Inoltre, la naturale fluorescenza della spirulina, ne assicura un tracciamento estremamente accurato, attraverso le tecniche di imaging o la risonanza magnetica. Anche sul fronte della degradazione, e quindi dell’eliminazione del robot una volta terminato il suo lavoro, appare risolto: la velocità con la quale avviene il processo di degradazione può infatti essere controllata e regolata variando lo spessore del rivestimento di ossido di ferro.
Diagnosi e cura delle malattie
Mobili, controllabili, fluorescenti, biodegradabili, i microrobot potrebbero rappresentare un’efficace soluzione per la somministrazione mirata di farmaci in tutte quelle parti del corpo altrimenti difficili da trattare. Una prova che gli studiosi hanno fatto sottoponendo alcuni ratti allo speciale trattamento, verificando come, una volta guidati fino allo stomaco dell’animale, degradando, i robot rilasciavano farmaci che andavano a colpire selettivamente le cellule tumorali, lasciando intatto quelle sane.
Materiali intelligenti e naturali
«Anziché fabbricare un microrobot funzionale partendo da complessi processi e tecniche di laboratorio, ci siamo proposti di lavorare direttamente su materiali intelligenti già disponibili in natura, dotati di funzionalità favorevoli per applicazioni mediche dovute alla loro composizione chimica», ha sottolineato il professor Zhang, sottolineando la novità nell’approccio alla ricerca del suo team.
Altro valore aggiunto di questi microrobot è la loro capacità di rilevare i cambiamenti negli ambienti organici associati all’insorgenza di malattie, come i tumori, nei quali entrano in contatto e questo li rende uno straordinario strumento per la diagnosi delle malattie.
Gli eccellenti risultati ottenuti, non significa però che il lavoro di ricerca sia concluso. Lo stesso team avverte che è necessario ancora molto lavoro sul tracciamento del movimento, sulla biocompatibilità, sulla biodegradazione e sugli effetti diagnostici e terapeutici prima che possano avviare degli studi clinici.
