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Il robot chirurgico da 4,4 mm funziona come un “coltellino svizzero” all’interno del corpo

Lara Yoki

I ricercatori della Nanyang Technological University di Singapore hanno creato un robot chirurgico delle dimensioni di un seme in grado di svolgere cinque diverse funzioni: spostare, tagliare tessuti, fornire medicinali, afferrare e conservare campioni, nonché generare calore a distanza. Il dispositivo misura solo 4,4 mm ed è controllato da deboli campi magnetici.

L’idea è quella di aprire la strada a procedure mediche meno invasive, in cui piccoli robot potrebbero spostarsi in regioni strette e irregolari del corpo per eseguire compiti localizzati, riducendo la necessità di grandi incisioni o ingombranti strumenti chirurgici.

Cinque funzioni in un corpo microscopico

Il grande progresso non è solo nelle dimensioni, ma nella combinazione delle funzioni. Molti microrobot magnetici possono muoversi o eseguire compiti semplici. Il prototipo NTU è stato progettato per passare da una modalità di azione all'altra in meno di un secondo.

Nei test di laboratorio, il robot è stato in grado di tagliare tessuti biologici, rilasciare particelle che simulano medicinali, trattenere campioni, conservarli e generare riscaldamento localizzato quando esposto a un campo magnetico alternato ad alta frequenza.

Questo riscaldamento è particolarmente interessante perché si collega alla ricerca sull’ipertermia magnetica, un approccio studiato per attaccare cellule indesiderate, come quelle tumorali, attraverso il calore controllato. Tuttavia, in questo caso stiamo parlando di una dimostrazione sperimentale e non di un trattamento clinico già pronto.

Come viene controllato

Il robot utilizza materiali magnetici flessibili, inclusi i siliconi comuni nella robotica morbida, come PDMS ed Ecoflex. Questi materiali sono mescolati con microparticelle magnetiche, consentendo a diverse regioni del robot di rispondere in modi specifici al campo applicato.

Il segreto sta nel modulo magnetico centrale, che può essere magnetizzato, smagnetizzato e rimagnetizzato in diverse direzioni. Ogni orientamento attiva una funzione diversa. Ciò risolve una limitazione comune nei microrobot: su scala così piccola, il campo magnetico tende a spostare l’intero dispositivo, rendendo difficile il controllo indipendente di strumenti specifici.

Il progetto aggiunge anche una sesta tipologia di movimento: il rotolamento attorno al proprio asse. Secondo i ricercatori, questo aiuta il robot a posizionarsi meglio in ambienti stretti, morbidi e irregolari, come quelli che si trovano all'interno del corpo umano.

Cosa manca ancora

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Materiali avanzati ed è ancora in fase di laboratorio. I test hanno coinvolto modelli di tessuti tra cui fegato di pollo e materiali gelatinosi che simulano i tessuti molli. Il team ha inoltre valutato in laboratorio la biocompatibilità dei materiali con le cellule della pelle umana, rilevando che oltre il 99% delle cellule rimane vitale nelle condizioni testate.

La prossima sfida è enorme: integrare il robot con sistemi di imaging, sensori e modelli di organi artificiali più realistici. Successivamente, ci sarebbero ancora studi preclinici, validazione della sicurezza, test sugli animali e, infine, sperimentazioni cliniche.

Anche lontano dagli ospedali, il concetto mostra dove può arrivare la chirurgia mini-invasiva: robot sempre più piccoli, più versatili e capaci di fare molto di più che semplicemente muoversi.

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