Una ricerca dell’Università di Bolzano e del Fondo Nazionale Svizzero per la Ricerca Scientifica ha portato alla realizzazione di robot estremamente piccoli, flessibili e capaci di recepire stimoli ambientali e rispondervi. Utili un domani anche per la somministrazione di farmaci.
Non è un’ipotesi nuova: già da qualche anno si stanno studiando soluzioni di somministrazione del farmaco alternative a quelle esistenti e capaci di portare la molecola attiva direttamente nella sede necessaria.
Da una parte ciò permetterebbe di utilizzare minori quantità di farmaco per dose e, dall’altra, di ridurre i possibili effetti collaterali a carico di altri tessuti. Inoltre si ipotizza un aumento dell’efficacia dei farmaci stessi. Tra le soluzioni al vaglio della scienza, anche mini robot flessibili, al centro del progetto internazionale Flexibots, capitanato dalla Fondazione Nazionale Svizzera per la Scienza e della Provincia autonoma di Bolzano.
Avviata nel 2021 la ricerca, giunta a termine, ha visto le due realtà mettere in comune il proprio know how: il Laboratorio di Elettronica Flessibile dell’Università di Bolzano le proprie competenze nel realizzare device elettronici nanometrici e ultra leggeri e l’istituto svizzero l’expertise nel costruire robot capaci di muoversi in ambienti micro e complessi. La tecnologia può essere applicata ad ambiti anche molto diversi. In questa sede valutiamo le ricadute sul campo farmaceutico e medico.
Il ruolo della libera Università di Bolzano
Il team del Laboratorio di Elettronica Flessibile della libera Università di Bolzano si è dedicato alla progettazione e realizzazione di sensori di dimensioni nanoscopiche da poter inserire nei robot. Il processo, altamente specializzato, si basa su semiconduttori ossidici.
Niko Münzenrieder, professore di Bolzano che ha guidato la ricerca, spiega: “negli ultimi anni abbiamo integrato con successo una varietà di dispositivi elettronici attivi – come sensori, transistor e antenne – direttamente sui micro robot. Queste innovazioni consentono ai robot di percepire l’ambiente circostante e comunicare, avvicinandoci sempre di più alla realizzazione potenziale dei micro robot nelle applicazioni mediche”.
Anche in questo caso, una volta pronti i sensori sono montati su un robot semi-finito, per poi essere inviati all’EHT di Zurigo per proseguire la realizzazione del progetto. Vediamo qual è l’esito finale.
Micro robot
La collaborazione tra le due realtà ha portato allo sviluppo di piccoli robot prodotti grazie alla microfabbricazione partendo da polimeri e compositi funzionali. La prima caratteristica che balza all’occhio è la dimensione, dai pochi millimetri in giù. Questi robot sono inoltre caratterizzati da flessibilità e morbidezza, grazie alle quali possono muoversi facilmente nei liquidi del corpo umano, sangue in primis.
Senza fili, questi device robotici possono essere riconfigurati seconda la necessità e sono programmati per rispondere a stimoli ambientali ed elaborare informazioni. Sono infine biocompatibili e, se necessario, possono essere biodegradabili. La loro applicazione medica può includere per esempio le terapie mininvasive, dato che possono essere introdotte nel corpo senza bisogno di effettuare tagli. Possono inoltre essere utilizzati nella manipolazione cellulare e nell’ingegneria dei tessuti.
Una volta nel corpo umano, questi device vengono controllati con il tracking magnetico. Prima di poterli utilizzare davvero nella pratica clinica occorreranno ancora degli anni, ma intanto questi risultati consentono di intravvedere la direzione presa dalla farmacologia e dalla medicina.