Un minuscolo robot ispirato a un pangolino può viaggiare nel corpo umano senza danneggiarlo ed eseguire procedure mediche poco invasive.
La natura continua a ispirare scienziati e ricercatori che mimano il comportamento animale per innovare il campo medico. Alcuni ricercatori si sono ispirati al pangolino – noto per essere un possibile collegamento tra pipistrelli e uomo per il virus Sars-Cov-2 – per creare un nuovo minuscolo robot medico.
Il pangolino
Il pangolino, conosciuto anche come “formichiere squamoso“, è l’unico mammifero vivente a rappresentare l’ordine dei folidoti.
La sua caratteristica principale è la corazza a piastre, ossia squame cornee costituite di cheratina che ne ricoprono il corpo. Solo il ventre, la parte interna delle zampe, il muso e le parti laterali del capo ne sono scoperti. La corazza consente al pangolino di rannicchiarsi, in caso di pericolo o se spaventato. Le squame sono affilate e possono essere usate come armi.
Le forme, i movimenti e la speciale corazza del pangolino hanno ispirato un gruppo di scienziati e ricercatori nella creazione di un robot da usare in ambito medico.
Il pangolino robot
I ricercatori del Max Planck Institute for Intelligent Systems di Stoccarda, in Germania, hanno sviluppato un cosiddetto “millirobot“, lungo 2 cm e largo 1 cm.
![La somiglianza tra il pangolino e il pangolino robot realizzato dai ricercatori [credits: https://www.nature.com/articles/s41467-023-38689-x/figures/1]](https://i0.wp.com/www.pegasoftsrl.it/wp-content/uploads/2024/05/pangolino-699x324-1.jpg?resize=699%2C324&ssl=1)
La “creatura” robotica è costituita da due strati: uno morbido composto da un polimero tempestato di piccole particelle magnetiche e uno duro costituito da elementi metallici sovrapposti. Il design, ispirandosi al pangolino, è costituito da scaglie sovrapposte che rendono il robot flessibile e gli consentono di mutare forma, muovendosi e rotolando.
In aggiunta, il robot può anche emettere calore su comando, in parti remote del corpo umano, come lo stomaco e l’intestino tenue.
Il funzionamento del millirobot
Quando il robot è esposto a un campo magnetico a bassa frequenza, i ricercatori possono arrotolare il robot e spostarlo avanti e indietro, come preferiscono.
La particolarità è che gli elementi metallici sebbene sporgano come le squame dell’animale, non ledono alcun tessuto circostante perciò può essere utilizzato agilmente all’interno del corpo umano.
Una volta arrotolato, il robot può trasportare particelle come medicinali, aprendo la possibilità per trattamenti innovativi in zone difficilmente raggiungibili.
Al contrario, se esposto ad un campo magnetico ad alta frequenza, il pangolino robot può arrivare a scaldarsi per oltre 70° centigradi: a tale temperatura, il suo utilizzo primario è proprio il trattamento delle emorragie interne, oltre che la cura di eventi di trombosi e persino la rimozione di tessuto tumorale. Il tutto, ovviamente, controllato da remoto.
«L’azionamento magnetico è emerso come un metodo promettente per i robot in applicazioni biomediche, grazie alla capacità del campo magnetico di penetrare in modo sicuro nei tessuti umani», si legge nello studio.
![Dettagli del funzionamento del pangolino robot messo a punto dai ricercatori del Max Planck Institute for Intelligent Systems di Stoccarda [credits: https://www.nature.com/articles/s41467-023-38689-x/figures/1]](https://i0.wp.com/www.pegasoftsrl.it/wp-content/uploads/2024/05/proposed-pangolin-inspired-rf-heating-mechanism-for-untethered-magnetic-robotsL.png?resize=1024%2C761&ssl=1)
In precedenza, gli ingegneri avevano dimostrato l’uso di robot magnetici morbidi basati su metalli solidi per intraprendere procedure mediche meno invasive. Tuttavia, la loro utilità medica era minima. Di conseguenza, i ricercatori hanno sviluppato questo robot innovativo, che può anche somministrare farmaci mirati.
Test di laboratorio promettenti
Anche se non è la prima volta che gli scienziati si rivolgono alla natura per la mini-robotica ciò che rende questo progetto promettente è che finora i robot erano composti da elementi duri incapaci di muoversi facilmente all’interno del corpo umano, non senza creare eventuali danni.
Nei test di laboratorio eseguiti dal team di ricerca invece, il pangolino robot è stato in grado di viaggiare attraverso i tessuti molli senza danneggiarli e arginando il flusso di sangue per bloccare un’emorragia in corso.
Lo dimostra il video che segue:
Prospettive future
Sebbene siano necessari ulteriori test, la capacità del pangolino robot di raggiungere regioni remote del corpo umano in modo minimamente invasivo e delicato, combinata con la possibilità di emettere calore a seconda delle necessità, apre prospettive interessanti per il trattamento di varie patologie.
«Dovrebbero essere presi in considerazione anche materiali biocompatibili e biodegradabili, idonei al lavoro del pangolino robot. Affrontare questi problemi migliorerebbe ulteriormente le capacità del robot e potrebbe potenzialmente sbloccare una nuova suite di procedure mediche minimamente invasive, che al momento non sono disponibili», si legge nello studio.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications e illustra il potenziale di questa nuova “creatura” robotica di dimensioni ridotte, che potrebbe rivoluzionare il campo della medicina del futuro.
