Microrobot nel sangue: la nuova frontiera della medicina

Minuscole capsule ‘smart’ sono pronte a rivoluzionare il trattamento di ictus, tumori e infezioni

A Zurigo un gruppo di scienziati ha messo a punto microrobot in grado di viaggiare all’interno del corpo umano, per ottenere terapie più immediate e mirate. Come quelle in  caso di ictus cerebrale, quando ogni secondo è prezioso. Ad oggi, per garantire che una quantità sufficiente di medicinale raggiunga il trombo, i medici devono somministrare dosi elevate di farmaci, con la conseguenza che l’intero organismo viene esposto al principio attivo. Il risultato sono effetti collaterali anche gravi, come emorragie interne che possono compromettere seriamente le condizioni del paziente. Ora i ricercatori hanno scoperto come agire in modo mirato e non invasivo.

La soluzione microscopica che cambia le regole

I microrobot così sviluppati sono capsule sferiche realizzate con un guscio di gel solubile, così piccole da poter navigare anche nei capillari più sottili del corpo umano. La loro dimensione ridotta nasconde una tecnologia sofisticata. Ogni capsula contiene nanoparticelle di ossido di ferro che la rendono controllabile attraverso campi magnetici esterni, permettendo ai medici di guidarla esattamente dove serve. Per seguire questi minuscoli dispositivi nel loro viaggio attraverso l’organismo si ricorre all’inserimento di nanoparticelle di tantalio. Il metallo risulta visibile ai raggi X, cosicché durante la procedura, i medici possono monitorare in tempo reale la posizione della capsula sullo schermo.

L’arte di bilanciare l’impossibile

Fabian Landers, il ricercatore che ha guidato il lavoro, spiega che la vera sfida consisteva nel creare un equilibrio perfetto. Le dimensioni dovevano rimanere estremamente contenute per attraversare i vasi cerebrali, ma la capsula doveva comunque possedere proprietà magnetiche sufficienti per essere manovrata con precisione. E poi c’era il problema del peso: le nanoparticelle di tantalio, essenziali per la visualizzazione, sono più dense e pesanti di quelle di ossido di ferro, rendendo ancora più complesso il controllo del dispositivo. Per questo ci sono voluti anni di lavoro per raggiungere la perfetta sinergia tra scienza dei materiali e ingegneria robotica.

Navigare controcorrente con precisione chirurgica

Una volta caricata con il farmaco necessario, che può essere un anticoagulante per sciogliere un trombo, un antibiotico per combattere un’infezione localizzata o un chemioterapico per aggredire un tumore, la capsula nell’organismo attraverso un catetere speciale. A questo punto inizia la parte più delicata: la navigazione vera e propria. Il flusso sanguigno non è una corrente tranquilla e uniforme. I vasi si biforcano continuamente, il sangue scorre a velocità diverse nelle varie zone, e spesso il microrobot deve procedere controcorrente per raggiungere la destinazione. I ricercatori hanno risolto questo problema combinando tre diverse strategie di navigazione magnetica. In oltre il 95% dei casi, la capsula ha rilasciato il carico terapeutico esattamente nel punto previsto durante i test eseguiti.

Prospettive della medicina di precisione

Sebbene lo sviluppo dei microrobot sia nato pensando principalmente al trattamento dell’ictus, le applicazioni potenziali vanno oltre questa emergenza medica. Potrebbero aggredire i tumori con chemioterapici portati direttamente alle cellule malate. Riducendo drasticamente gli effetti devastanti che questi farmaci hanno sull’intero organismo. Le infezioni localizzate, difficili da raggiungere con gli antibiotici tradizionali, diventerebbero bersagli accessibili. Ogni malattia che richiede un’azione terapeutica mirata potrebbe beneficiare di questa tecnologia in sala operatoria.