I microrobot vegetali possono eseguire biopsie minimamente invasive
Scritto dai redattori dello staff di HospiMedica International
Pubblicato il 30 ottobre 2023
Negli ultimi dieci anni, robot piccoli e flessibili hanno dimostrato il potenziale per eseguire procedure mediche minimamente invasive. Questi robot dovrebbero essere in grado di cambiare forma in modi complessi per adattarsi alle diverse condizioni negli ambienti del mondo reale, comprese situazioni impreviste. I ricercatori hanno ora sviluppato nuovi materiali intelligenti che serviranno come base per la prossima ondata di piccoli robot medici. Questi minuscoli robot, con una lunghezza massima di appena un centimetro, possono eseguire compiti come eseguire biopsie o trasportare cellule e tessuti in modo minimamente invasivo. È realizzato con compositi idrogel avanzati, non tossici e biocompatibili, contenenti nanoparticelle di cellulosa di derivazione vegetale. Questi robot sono in grado di navigare attraverso spazi ristretti e pieni di liquidi come quelli all’interno del corpo umano.
Per la ricerca, gli scienziati dell’Università di Waterloo (Waterloo, Ontario, Canada) hanno adottato un approccio olistico alla progettazione di questi minuscoli robot. Si sono concentrati su ogni aspetto, dalla visualizzazione alla composizione del materiale e persino su come controllare i propri movimenti. Il materiale idrogel può cambiare forma se influenzato da sostanze chimiche esterne. Utilizzando nanoparticelle di cellulosa, i ricercatori possono programmare queste modifiche di forma, un fattore cruciale nella realizzazione di robot morbidi funzionali. Un’altra grande caratteristica di questo materiale è la sua proprietà autorigenerante. Ciò significa che il materiale può essere tagliato e riunito senza la necessità di colla o altri adesivi, consentendo un’ampia gamma di forme adatte a varie procedure mediche. Inoltre, il materiale può essere magnetizzato, consentendo di controllare facilmente il movimento del robot all’interno del corpo umano. Per dimostrarlo, il team ha manovrato con successo il piccolo robot attraverso un labirinto utilizzando un campo magnetico. La fase successiva della ricerca mira a ridurre le dimensioni di questi robot a livelli inferiori al millimetro.
Immagine: I materiali vegetali danno vita a minuscoli robot morbidi in grado di eseguire procedure mediche (Immagine per gentile concessione di 123RF)
“Nel mio gruppo di ricerca, colleghiamo il vecchio con il nuovo”, ha affermato Shahsavan, direttore di Smart Materials for Advanced Robotic Technologies (SMART-Lab). “Introduciamo microrobot emergenti sfruttando i tradizionali materiali morbidi come idrogel, cristalli liquidi e colloidi”.
“Gli ingegneri chimici svolgono un ruolo fondamentale nello ampliare i confini della ricerca sulla robotica medica di precisione”, ha aggiunto Shahsavan. “È interessante notare che affrontare molte delle grandi sfide della microrobotica richiede una serie di competenze e conoscenze possedute dagli ingegneri chimici, tra cui il trasferimento di calore e massa, la meccanica dei fluidi, l’ingegneria delle reazioni, i polimeri, la scienza dei materiali morbidi e i sistemi biochimici. Pertanto, noi “Noi sono posizionati in modo unico per fornire soluzioni innovative in questo campo emergente.”
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Università di Waterloo
“Pluripremiato specialista televisivo. Appassionato di zombi. Impossibile scrivere con i guantoni da boxe. Pioniere di Bacon.”
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