Dalla fantascienza alla scienza: robot in miniatura strisciano all'interno del corpo umano per eseguire un intervento chirurgico al laser

Gli scienziati affermano di aver sviluppato robot in miniatura completamente funzionali che possono penetrare in profondità nel corpo umano per eseguire interventi chirurgici laser ultra precisi, in un'innovazione medica simile alle rappresentazioni sullo schermo della fantascienza.

Controllati da campi magnetici, è stato recentemente dimostrato che i minuscoli chirurghi robotici simili a vermi viaggiano più in profondità all'interno dei polmoni di un cadavere umano di quanto sia possibile con gli attuali strumenti chirurgici all'avanguardia. Uno dei ricercatori dietro il risultato dice a The Debrief che ci sono un certo numero di organi e sistemi in cui gli incredibili "micro-bot" possono entrare per eseguire esplorazioni e interventi chirurgici simili e mirati.

In alcune delle fantascienza più utopistiche della metà del XX secolo, la medicina è avanzata al punto che quasi tutte le malattie e i disturbi hanno un trattamento, se non una cura definitiva. Alcune di queste cure futuristiche implicano superfarmaci geneticamente modificati, esplosioni di raggi dal suono scientifico o persino un’iniezione di sangue alieno. Tuttavia, a quanto pare la terapia più comune del futuro immaginata da scrittori televisivi, registi e romanzieri prevede l’iniezione di minuscoli robot nel corpo umano e il loro rilascio al lavoro.

Ora un team di ricercatori afferma di aver spostato questa idea dalla fantascienza alla realtà scientifica progettando il primo paio di minuscole radici chirurgiche che possono letteralmente andare dove nessun chirurgo è mai arrivato prima.

In una e-mail a The Debrief, il professor Pietro Valdastri, direttore dello STORM Lab e supervisore della ricerca, ha affermato che i robot stessi sono realizzati in plastica biocompatibile (silicone) con particelle magnetiche incorporate al loro interno.

La prima parte è significativa affinché il corpo umano non abbia una reazione negativa agli oggetti altrimenti estranei che operano all'interno del corpo. Tuttavia, è il posizionamento preciso delle particelle magnetiche incorporate che consente ai due robot simili a vermi di manovrare in modo indipendente.

"Normalmente, due magneti posizionati uno vicino all'altro si attrarrebbero a vicenda, creando una sfida per i ricercatori", spiega il comunicato stampa che annuncia la procedura rivoluzionaria. “Hanno superato questo problema progettando i corpi dei tentacoli in modo che possano piegarsi solo in direzioni specifiche e riposizionando i poli nord e sud in ciascun tentacolo magnetico del robot”.

Una coppia di dispositivi magnetici che operano all’esterno del corpo umano possono generare campi abbastanza forti da far manovrare i robot più in profondità all’interno dei polmoni rispetto anche alle apparecchiature più avanzate. E muovendosi in modo indipendente, uno dei robot può trasportare una telecamera per assistere i chirurghi, mentre il secondo robot può guidare un laser chirurgico con estrema precisione.

Alla domanda su come un robot di soli 2 millimetri di diametro possa trasportare un laser, Valdastri ha detto a The Debrief, “la sorgente del laser è esterna, ma la luce laser viene inviata alla punta del tentacolo magnetico tramite una fibra ottica. Quindi l’energia laser viene erogata sulla punta del tentacolo direttamente sul bersaglio”.

Nel video rilasciato dai ricercatori (sotto), si vede la coppia di robot in miniatura navigare in profondità nei polmoni di un cadavere umano. Questo è significativo, sottolineano, perché il cancro del polmone, che spesso richiede un intervento chirurgico, ha il tasso di mortalità più alto di qualsiasi altro cancro in tutto il mondo. Tuttavia, quando The Debrief ha chiesto se i robot in miniatura possono lavorare in altre aree del corpo oltre ai polmoni, hanno risposto che esiste una serie di sistemi biologici che potrebbero adattarsi perfettamente a questi micro-chirurghi.

"Lo stesso approccio può essere utilizzato per raggiungere la parte profonda del cervello, del pancreas, della vescica e di qualsiasi altra cavità corporea accessibile attraverso un lume stretto", ha detto Valdastri. “Anche il sistema cardiovascolare è un altro potenziale distretto di utilizzo”.

Ora che è stato dimostrato che i robot si muovono con successo e in modo indipendente in un ambiente biologico, il team dietro l’entusiasmante sforzo di ricerca, che è stato pubblicato sulla rivista Nature Engineering Communications, afferma che stanno lavorando verso effettivi studi sull’uomo con pazienti affetti da cancro ai polmoni. . Tuttavia, è probabile che ci sia ancora un ulteriore passo avanti lungo il percorso.