Dispositivi robotici nel corpo umano

La microrobotica utilizza delle apparecchiature microscopiche che si muovono in autonomia nel nostro organismo per eseguire procedure mediche non invasive

di Carmen Paradiso

Il futuro della microrobotica parla italiano. Il progetto Celloids, finanziato dallo European Research Council (Erc) con fondi Erc Starting Grants, partito lo scorso primo febbraio dalla durata di cinque anni, coordinato da Stefano Palagi, ricercatore dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, consentirà a dispositivi robotici di muoversi all’interno del corpo umano, in ambienti biologici 3D complessi (come i tessuti molli del corpo). Dalle dimensioni microscopiche, questi dispositivi consentiranno di eseguire procedure mediche non invasive, navigando nei tessuti del corpo. E sarà proprio Stefano Palagi a sviluppare i primi microrobot ispirati alle cellule, o celloidi, del sistema immunitario che hanno la capacità di muoversi attraverso i tessuti corporei.

Le dimensioni saranno al di sotto del millimetro, si muoveranno simulando il movimento naturale delle cellule tra i tessuti. Sarà sorprendente vederli imitare il movimento ameboide (caratteristico delle cellule), riuscire ad entrare nei tessuti, modificando costantemente la forma per entrare in spazi molto più piccoli delle loro dimensioni. Adatteranno spontaneamente la loro morfologia che genererà dei cambiamenti di forma, alimentati dai flussi auto-organizzati e dalle sollecitazioni dei loro filamenti intracellulari e delle proteine motorie.

«La caratteristica innovativa di questi microrobot - spiega Stefano Palagi - è la capacità di modificare autonomamente la propria forma corporea e di adattarsi all’ambiente circostante. Muoversi e orientarsi in autonomia dentro il corpo umano apre la strada a procedure mediche rivoluzionarie, come il monitoraggio continuativo dall’interno del corpo per scopi diagnostici o interventi non invasivi in organi molto delicati».

Questa ricerca ha l’obiettivo di rendere questi minirobot in grado di eseguire procedure mediche mininvasive e localizzate, dovranno essere in grado di muoversi e operare nei tessuti del corpo. I microrobot, al cui interno saranno presenti uno sciame di particelle attive, si muoveranno consumando l’energia presente nel loro ambiente, dirigendosi autonomamente verso il sito di interesse. Ogni microrobot avrà un corpo liquido contenente particelle semoventi e differenti particelle sensibili; lo sciame di particelle sarà ingegnerizzato per esibire comportamenti collettivi desiderati. Percepiranno segnali ambientali e segnali di controllo esterni. Consentiranno di eseguire procedure mediche rivoluzionarie, tra cui il monitoraggio a lungo termine e interventi non invasivi in organi molto delicati, come ad esempio il cervello. «Siamo orgogliosi - dichiara Christian Cipriani, direttore dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna - di poter ospitare questo importante progetto e siamo convinti che l’Istituto di BioRobotica sia il posto ideale dove condurlo. La microrobotica per applicazioni mediche è una tema di frontiera e il progetto di Stefano Palagi conferma uno dei nostri interessi primari: individuare soluzioni tecnologiche per la salute delle persone».

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