Un team internazionale di ricercatori, guidato dal professor Hongsoo Choi, Direttore del Centro di ricerca sui microrobot DGIST-ETH, ha sviluppato microrobot a capsula che possono incapsulare cellule e farmaci e consegnarli a parti mirate del corpo umano. A differenza dei metodi convenzionali che installano celle o farmaci al di fuori dei micro robot, i coperchi di questi microrobot possono essere aperti e chiusi.
Il professor Choi ha suggerito microrobot a capsula utilizzando una struttura a capsula in grado di incapsulare cellule e farmaci e un sistema di propulsione che imita i batteri attraverso una ricerca congiunta con il team di ricerca del professor Cheil Moon del Dipartimento di scienze cerebrali e cognitive e il professor Bradley J. Nelson gruppo di ricerca della Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich, Svizzera (Istituto Federale Svizzero di Tecnologia Zurigo).
Lo sviluppo di nuove tecnologie nel mercato sanitario e dei dispositivi medici sta accelerando in tutto il mondo, e la ricerca nei campi della robotica medica ad alta tecnologia come i microrobot in grado di fornire farmaci o cellule alle aree desiderate del corpo è attivamente in corso.
Fino ad ora, la maggior parte dei microrobot per la somministrazione di cellule e farmaci è stata montata sulla superficie esterna dei robot in vari modi; sono stati fabbricati in una miscela di materiali biodegradabili di cellule o farmaci che sono stati rilasciati quando i materiali biodegradabili sono stati smantellati; sono stati sviluppati sotto forma di particelle magnetiche per la somministrazione di cellule e farmaci. I limiti di questi tipi di robot sono che cellule e farmaci possono essere persi da ambienti esterni quando i robot vengono utilizzati all'interno del corpo umano.
Per superare questi limiti, i ricercatori hanno sviluppato microrobot a capsula combinando una struttura a cappuccio che consente l'apertura e la chiusura nella testa dei microrobot e l'incapsulamento di cellule o farmaci e un sistema di propulsione che imita il movimento della coda dei batteri.
Fuori le tecnologie per i sistemi micro elettromeccanici (MEMS), il team di ricerca ha sviluppato una struttura polimerica tridimensionale utilizzando un sistema di litografia laser tridimensionale. Inoltre, nichel (Ni), che è un materiale magnetico, e titanio (Ti), che è un materiale biocompatibile, sono stati depositati sulla superficie dei microrobot a capsula in modo che potessero essere azionati da un campo magnetico esterno.
In un esperimento che coinvolge microrobot a capsula che utilizzano campi magnetici, particelle che misurano decine di micrometri (㎛, un milionesimo di metro) sono stati trasferiti utilizzando un 'pick and drop motion'. Inoltre, esperimenti di biocompatibilità, che ha consegnato cellule vive nella posizione corretta incapsulando i veri neuroni del recettore olfattivo (ORN), sono stati completati con successo.
I microrobot a capsula sviluppati dal team di ricerca possono contenere cellule o farmaci e rilasciarli in qualsiasi posizione bersaglio utilizzando il vortice di fluido; così, possono ridurre al minimo la perdita di cellule o farmaci nell'ambiente esterno fornendo così volumi corretti. Si prevede che questa scoperta possa essere utilizzata per trattare malattie come la degenerazione della retina essendo in grado di manovrare in fluidi a basso flusso nel corpo umano come gli occhi e il cervello.
Il professor Choi ha detto, "Con l'uso di microrobot a capsula, cellule e farmaci possono essere incapsulati e rilasciati nei punti desiderati, così la perdita e la denaturazione di cellule e farmaci dovute all'ambiente esterno possono essere prevenute. Condurremo ulteriori ricerche per fornire varie applicazioni mediche in futuro".
Nel frattempo, questo risultato della ricerca è stato pubblicato come articolo di copertina nel numero del 9 maggio di Advanced Health Care Materials, una rivista internazionale nel campo dei biomateriali; la ricerca è stata condotta con il supporto del Ministero coreano della scienza e delle TIC e del Ministero coreano del commercio, Industria, ed Energia.
