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Nanorobot per raggiungere le profondità dell’occhio con minima invasività

Quello che fine a qualche tempo fa poteva sembrare solo fantascienza, sta sempre più diventando realtà. Quando parliamo di nanotecnologie, in campo medico, si fa riferimento a quei dispositivi di dimensione nanometrica (un miliardesimo di metro) in grado di interagire sia con la singola cellula, che persino con elementi ancora più piccoli. Terapia mirata e minima invasività: questi sono solo alcuni degli aspetti che rendono l’applicazione dei nanorobot così promettente.

Ne sono esempi le varie ricerche che vanno dalla diagnosi al trattamento dei tumori, in cui dispositivi del genere permettono un’interazione precisa con le sole cellule di interesse, non andando ad intaccare quelle sane.

Un problema (fino ad ora) irrisolto

Nonostante fosse stata dimostrata la possibilità di trasporto dei nanorobot attraverso i fluidi biologici, mancava ancora un meccanismo di trasporto attraverso i tessuti densi. L’ultima novità arriva allora dal Max Planck Institute for Intelligent Systems di Stoccarda, dove un team di ricercatori ha realizzato nanodispositivi in grado di penetrare un tessuto denso come l’umor vitreo, la massa gelatinosa che occupa la maggior parte del volume del bulbo oculare.

Come affermano gli stessi ricercatori nello studio pubblicato su Science Advances, parlando di oftalmologia, attualmente la somministrazione di agenti terapeutici si basa principalmente sulla diffusione passiva e casuale attraverso l’occhio. La possibilità di un rilascio delle sostanze molto più rapido e mirato, aprirebbe la strada a migliori terapie, mantenendo allo stesso tempo un livello di invasività molto basso.

Nanorobot dallo speciale rivestimento

I nanorobot sono stati testati su un occhio porcino.
Credits: Max Planck Institute for Intelligent Systems

Al fine di poter rilasciare il farmaco in una precisa zona dell’occhio, i nanorobot devono essere in grado di poter attraversare la matrice biopolimerica che compone l’umor vitreo, senza danneggiare le cellule circostanti. In primo luogo, sono fondamentali le dimensioni: in questo caso parliamo di dispositivi dalla larghezza di 500 nm e di forma elicoidale, più piccoli della maggior parte dei batteri. In secondo luogo, devono superare l’adesione causata dalle proprietà chimiche del tessuto da attreversare. A tal proposito, è stato utilizzato uno speciale rivestimento di fluorocarburi liquidi, che riduce proprio questa adesione.

Infine, è necessario un meccanismo di attuazione che permetta il trasporto controllato dei nanorobot fino al punto di interesse. Questo è stato realizzato aggiungendo un materiale ferromagnetico come il nichel o il ferro, così che i nanorobot potessero essere guidati dall’esterno attraverso un campo magnetico.

Durante i test, eseguiti su un occhio porcino, i ricercatori sono riusciti a controllare con precisione lo sciame di decine di migliaia di nanorobot, iniettati con un piccolo ago nell’umor vitreo, in tempo reale. Per monitorare la posizione dei nanodispositivi all’interno dell’occhio, è stata utilizzata la tomografia a coerenza ottica (OCT), una tecnica di imaging impiegata nella diagnosi di alcune patologie oculari.

Vogliamo essere in grado di utilizzare i nostri nanopropulsori come strumenti per il trattamento minimamente invasivo di tutti i tipi di malattie, in cui l’area problematica è difficile da raggiungere e circondata da un tessuto denso. Non troppo lontano nel futuro, saremo in grado di caricarli con i farmaci.

Afferma Tian Qiu, uno degli autori dello studio.

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Jacopo Ciampellihttps://biomedicalcue.it/author/jacopo-ciampelli/
Laureato magistrale in Ingegneria Biomedica presso l'Università di Bologna, da sempre appassionato di medicina e tecnologia scrivo per BiomedicalCuE dal 2017. L'altra mia grande passione è la musica, cura dell'anima.