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I microrobot che vi visiteranno “dall'interno”
Medici in miniatura
Medici in miniaturaDimensioni: da qualche millimetro a pochi centimetri. Aspetto: lombrichi o ragni. Ma diventeranno i nostri alleati per individuare e sconfiggere certe malattie. Sono gli straordinari risultati degli studi di nanotecnologia, una disciplina in cui l'Italia è all'avanguardia e che è tutta da scoprire
di Maria Cristina Valsecchi
Tratto da "Newton" di Marzo 1999
Microscopici robot che riparano il corpo umano dall'interno, sommergibili delle dimensioni di una cellula che si spostano attraverso il flusso sanguigno e rilasciano farmaci sull'organo bersaglio, microcamere ad altissima risoluzione e sensori che analizzano i tessuti durante un intervento chirurgico: fino ad una decina di anni fa queste meraviglie erano materia per i romanzi di fantascienza, oggi sono strumenti reali in fase di sperimentazione e nei prossimi decenni cambieranno il volto della medicina. Si chiamano Bio-Mems (Micro Electro Mechanical Systems) (n.d.r.: link sulle Bio Mems) e sono dispositivi meccanici più piccoli del diametro di un capello, con componenti a volte delle dimensioni di una manciata di atomi e integrati o integrabili con circuiti elettronici “on board”. Il materiale di cui sono fatti, il silicio, è compatibile con l'organismo umano e non provoca azioni di rigetto da parte del sistema immunitario.
“Gli studi in questo campo sono iniziati appena 5-10 anni fa, ma i risultati sono già molto interessanti”, spiega uno dei fondatori del settore, Mauro Ferrari, “oggi le migliori università e molte industrie farmaceutiche in America, in Europa e in Asia hanno avviato programmi di studio sui Bio-Mems”. Dopo dieci anni dell'Università della California a Berkeley, dove dirigeva il Biomedical Microdevices Center, ora Ferrari è professore di Medicina interna e di Ingegneria biomeccanica, e direttore del Centro di Ingegneria biomedica alla Ohio State University di Columbus.
Ferrari e i suoi colleghi hanno messo a punto delle capsule di silicio che potrebbero rivoluzionare il trattamento del diabete facilitando il trapianto di piccole porzioni di pancreas. L'insulina, l'ormone che regola la concentrazione del glucosio nel sangue, è prodotta da agglomerati di cellule del pancreas che prendono il nome di isole di Langerhans. nei soggetti colpiti da diabete mellito le isole pancreatiche smettono di funzionare, la produzione di insulina si interrompe e lo zucchero ricavato dagli alimenti si accumula nel sangue senza raggiungere gli altri tessuti. La sopravvivenza di queste persone dipende dalla somministrazione quotidiana di una dose di insulina per via sottocutanea.
Da trent'anni i medici studiano la possibilità di impiantare nell'organismo dei pazienti isole di Langerhans funzionanti, microincapsulate in contenitori polimerici, per liberarli dalla schiavitù dell'iniezione quotidiana. Gli esperimenti condotti a partire dagli anni Sessanta hanno dato buoni risultati, ma le capsule polimeriche sono biodegradabili nel tempo, e non forniscono un completo immunoisolamento, costringendo quindi le persone che ricevono l'impianto ad assumere per tutta la vita farmaci immunosoppressori, ed esporsi così all'attacco di agenti infettivi.
Qui entrano in gioco le capsule di silicio realizzate dai ricercatori di Berkeley. “Funzionano come un guscio esterno che raccoglie le cellule trapiantate”, illustra Mauro Ferrari, “il loro scopo è quello di impedire il riconoscimento immunologico e i fenomeni di rigetto. Il tessuto estraneo è separato dall'organismo ricevente tramite una membrana attraversata da tanti fori del diametro di appena 15 milionesimi di millimetro. Pori così piccoli permettono alle sostanze nutrienti di raggiungere le isole di Langerhans e all'insulina di uscire all'esterno, ma impediscono il passaggio delle molecole del sistema immunitario.
Così otteniamo una microfabbrica di insulina autoregolata e capace di eludere le reazioni ostili del corpo.
Telecomandi e microcapsule contro il diabete
All'università canadese di Calgary il fisico Jacob Jarenko ha sviluppato il progetto di un pancreas artificiale per diabetici basato su un sensore grande come un anello, da portare al dito, che rileva la quantità di zucchero nel sangue e la comunica via radio a un ricevitore inserito nell'addome. Qui, grazie a un microprocessore, viene pompata nel sangue la quantità ottimale di insulina prelevandola da un serbatoio, sempre inserito nell'addome, e ricaricabile dall'esterno.
Liberamente estratto da: Newton, Marzo 1999, pagg.101-103
Data ultimo aggiornamento: Mer, 14 Aprile 1999 6:30:00
URL: http://www.progettodiabete.org/news/n1999_034.html
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