Endocardite, due millirobot portano l’antibiotico al cuore

La nuova tecnologia è stata progettata per affrontare uno dei problemi dell’endocardite: far arrivare una quantità efficace di antibiotico proprio nel punto colpito dall’infezione. I primi risultati, ottenuti su modelli artificiali e tessuti cardiaci suini, mostrano che due dispositivi grandi pochi millimetri possono essere guidati nel flusso sanguigno e lavorare insieme senza motori né batterie.

Una sperimentazione ancora lontana dall’uomo

Finora i millirobot hanno superato prove di laboratorio in condizioni che simulavano la circolazione del sangue. Sono riusciti a procedere anche contro un flusso artificiale e a liberare il medicinale nella zona prestabilita, ma il sistema deve ancora essere valutato in modelli più simili a un cuore reale.

Il prossimo passaggio consisterà nel verificare il comportamento dei dispositivi in strutture capaci di riprodurre battito e contrazioni cardiache. Solo dopo ulteriori verifiche potrà iniziare la sperimentazione sull’uomo. Il lavoro è stato pubblicato su Advanced Materials Technologies da un gruppo di ingegneri della Johns Hopkins University, sotto la guida di Axel Krieger, ricercatore e docente di robotica medica.

Due moduli con compiti diversi

Il sistema è composto da un elemento dotato di un piccolo ago e da una seconda unità che trasporta il farmaco. Entrambi vengono introdotti in una vena attraverso una puntura e percorrono la circolazione fino all’area interessata.

Il primo dispositivo si fissa al tessuto cardiaco dove si trova l’endocardite e diventa un punto di aggancio. Il modulo che contiene l’antibiotico raggiunge poi quella posizione e si unisce al primo grazie a un collegamento magnetico, rilasciando il medicinale direttamente vicino all’infezione. Poiché il modulo ancorato può restare sul posto, l’operazione potrebbe essere ripetuta per somministrare dosi aggiuntive.

La guida arriva dall’esterno

A dirigere i millirobot sono bobine elettromagnetiche collocate fuori dal corpo. I campi generati sono paragonabili, per principio, a quelli impiegati nelle apparecchiature per la risonanza magnetica e consentono di correggere il percorso dei dispositivi durante la navigazione.

«La guida magnetica è entusiasmante perché non è necessario alimentare il robot stesso», ha spiegato Krieger. L’assenza di batterie e sistemi di propulsione a bordo permette di controllare il movimento dall’esterno e di indirizzare il rilascio nella regione individuata.

Un possibile cambio per le terapie

Negli Stati Uniti l’endocardite colpisce ogni anno circa 50mila persone. Il trattamento oggi richiede in genere antibiotici somministrati per via endovenosa per quattro-sei settimane; inoltre, nei quadri più gravi, può essere necessario ricorrere alla chirurgia. Secondo i ricercatori, la dispersione del farmaco nel sangue prima che raggiunga il cuore può limitarne l’efficacia.

Anuruddha Bhattacharjee, primo autore dello studio, ha stimato che con i millirobot la procedura potrebbe richiedere circa 10 minuti, arrivando forse a un’ora nel caso di due passaggi. «Di solito, se fai un trattamento endovenoso con farmaci servono da quattro a sei settimane di terapia», ha dichiarato. Il gruppo sta inoltre valutando applicazioni future per distribuire farmaci antitumorali in altre parti dell’organismo difficili da raggiungere.

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