Sommario
I ricercatori del German Cancer Research Center (DKFZ) hanno sviluppato una nuova tecnologia utilizzando miniature di robot, noti come TrainBots, per superare le limitazioni della chirurgia endoscopica microscopica. Questi robot, progettati su scala millimetrica, vengono combinati in un’unica unità e dotati di speciali “piedi” per migliorare la trazione e la capacità di trasportare strumenti chirurgici all’interno del corpo.
Unità di TrainBots: forza e controllo migliorati
Uno dei problemi principali nella chirurgia endoscopica è la difficoltà per i robot di piccole dimensioni di trasportare strumenti pesanti o muoversi su superfici coperte di muco, causando perdita di trazione. Il team del DKFZ ha risolto questi problemi unendo più TrainBots in un’unica unità e dotandoli di “piedi” con “spikes”, che aumentano la forza propulsiva di tre volte rispetto ai modelli precedenti. Questi robot sono controllati a distanza tramite un campo magnetico rotante, che gestisce simultaneamente le unità multiple, consentendo movimenti accurati su superfici interne al corpo umano.
Simulazione di una microsurgia nel Dotto Biliare
I ricercatori hanno utilizzato il convoglio di TrainBot per simulare una procedura chirurgica su un dotto biliare. In casi di tumore del dotto biliare, il dotto può bloccarsi, causando pericolosi accumuli di bile. La diagnosi endoscopica richiede l’inserimento di un endoscopio flessibile attraverso la bocca fino all’intestino tenue e quindi nel dotto biliare. La curva stretta tra l’intestino e il dotto rappresenta un ostacolo per la navigazione dell’endoscopio, che il convoglio di TrainBot può affrontare con agilità.
Durante il test, i ricercatori hanno dimostrato come il convoglio fosse in grado di trasportare un elettrodo a filo per l’ablazione elettrica del tessuto occluso nel dotto biliare, utilizzando una procedura nota come elettrocauterizzazione. L’elettrodo era lungo 25 cm e pesava tre volte e mezzo più di una singola unità TrainBot. Una volta posizionato, una tensione elettrica viene applicata all’elettrodo per rimuovere il blocco tissutale. Dopo il successo di questa procedura, il team prevede di sviluppare i TrainBots per altri compiti chirurgici, come il posizionamento di cateteri per drenaggio o la somministrazione mirata di farmaci.
Implicazioni per la chirurgia minimamente invasiva
I risultati ottenuti dal team del DKFZ, guidato dal Dr. Tian Qiu, hanno dimostrato che la tecnologia dei TrainBots potrebbe migliorare significativamente la capacità di effettuare interventi chirurgici minimamente invasivi, fornendo flessibilità e precisione nei movimenti. I successi ottenuti nei modelli organici con questi mini-robot aprono nuove possibilità per futuri sviluppi in campo medico, soprattutto nell’endoscopia.
Il lavoro scientifico alla base di questa innovazione è stato pubblicato da Moonkwang Jeong, Xiangzhou Tan, Felix Fischer, e Tian Qiu nell’articolo “A Convoy of Magnetic Millirobots Transports Endoscopic Instruments for Minimally-Invasive Surgery” pubblicato su Advanced Science nel 2024.
Il DKFZ: innovazione nella Ricerca sul Cancro
Il DKFZ è il più grande istituto di ricerca biomedica in Germania, con oltre 3.000 dipendenti. L’istituto si concentra sull’identificazione dei fattori di rischio del cancro, sulla comprensione della progressione della malattia, e sullo sviluppo di strategie di prevenzione e trattamenti innovativi. Il DKFZ collabora con istituzioni di ricerca e ospedali universitari in tutta la Germania per portare le scoperte dalla ricerca al trattamento clinico dei pazienti oncologici.
