La natura continua a ispirare scienziati e ricercatori che mimano il comportamento degli animali per innovare in campo medico
Gli scienziati si ispirano al regno animale e creano il pangolino robot. Il pangolino è l’unico mammifero vivente a rappresentare l’ordine dei folidoti. La sua caratteristica principale è nella capacità di rannicchiarsi, in caso di pericolo, per difendersi e, all’occorrenza scivolare verso luoghi sicuri. Le forme, i movimenti e la speciale increspatura esterna del pangolino hanno ispirato un gruppo di scienziati nella creazione di un robot da usare per scopi medici.
Come funziona il pangolino robot
Come spiegano su Nature gli scienziati del Max Planck Institute for Intelligent Systems di Stoccarda, siamo dinanzi ad un cosiddetto “millirobot”, lungo 2 cm e largo 1 cm. Il “design” prevede scaglie sovrapposte che possono muoversi, rotolare e riscaldarsi su richiesta. Ha uno strato morbido di polimero tempestato di particelle magnetiche e uno superiore rigido con “scaglie” sovrapposte in alluminio. Il pangolino robot è progettato per poter viaggiare all’interno del corpo umano sia per motivi di diagnostica che per “consegnare” medicinali laddove ce n’è più bisogno, oltre che a riparare eventuali rotture di vasi e piccole emorragie in corso.
Quando il pangolino robot è esposto a un campo magnetico a bassa frequenza, può essere manipolato dai ricercatori per arrotolarsi e muoversi. Una volta rannicchiato, il dispositivo può trasportare medicine in un punto mirato del corpo. Al contrario, se esposto ad un campo magnetico ad alta frequenza, il pangolino in chip può arrivare a scaldarsi per oltre 70 gradi 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.
Il riscaldamento remoto può essere ottenuto utilizzando campi magnetici alternati o campi a radiofrequenza (RF) tramite due meccanismi: riscaldamento Joule o perdite per isteresi magnetica. Quest’ultima viene ampiamente utilizzata per applicazioni robotiche e di ipertermia, visto che dissipa meno calore rispetto al riscaldamento Joule.
«A differenza di altri animali, come gli armadilli, gli alligatori e le lucertole, che hanno scaglie disposte in una configurazione non sovrapposta (ossia, osteoderma), il pangolino ha scaglie sovrapposte, ciascuna delle quali è legata direttamente al tessuto molle sottostante strato di pelle», spiegano i ricercatori. «Questo grado di sovrapposizione è vantaggiosa per il riscaldamento in quanto aumenta il volume effettivo di calore trasmesso, mantenendo minimo qualsiasi aumento dell’area superficiale interessata».
Anche se non è la prima volta che gli scienziati si rivolgono alla natura per la mini-robotica ciò che rende questo progetto speciale è che, di norma, la robotica è composta di elementi duri che non permettono di muoversi, facilmente all’interno del corpo umano, non senza creare eventuali problemi. Nei test di laboratorio invece, il pangolino robot è stato in grado di viaggiare attraverso i tessuti molli senza danneggiarli (come fanno solitamente i cosiddetti soft robot), arginando il flusso di sangue per bloccare un’emorragia in corso .
Questo video lo dimostra.
Vale la pena ricordare che, come sottolineano da Stoccarda, dovranno essere condotti ulteriori studi per valutare l’idoneità di questo robot per applicazioni all’interno del corpo, dove l’ambiente di lavoro varia notevolmente rispetto ad un test in laboratorio.
«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».
