Prototipo del NiLiBoRo

NiLiBoRo: il verme robot per asportare il tumore dall’orecchio interno

La rimozione di tumori dall’orecchio interno è un’operazione molto delicata che di solito richiede un intervento diretto sull’osso mastoideo. Ma in futuro tutto ciò che i chirurghi dovranno fare è scavare un tunnel di 5 mm di diametro all’interno dell’osso mastoideo con l’aiuto di un piccolo robot.

Un robot sviluppato dai ricercatori del Mannheim Project Group for Automation in Medicine and Biotechnology che è parte del Fraunhofer Institute for Production Technology and Automation IPA, in collaborazione con la Technical University of Darmstadt,  l’University of Aachen, e la Düsseldorf University Clinic.

Il robot si chiama NiLiBoRo e potrà rivoluzionare la chirurgia.

 

Per una chirurgia più precisa e meno invasiva

L’eliminazione di un tumore all’orecchio interno è complicata perché bisogna intervenire sull’osso mastoideo e il tessuto circostante è ricco di nervi e vasi sanguigni. I chirurghi spesso sono costretti a rimuovere del tutto l’osso proprio per evitare di danneggiare queste strutture sensibili. Il foro viene poi ricoperto con del tessuto adiposo prelevato dall’addome del paziente. Quest’operazione, in futuro, sarà meno invasiva grazie al robot NiLiBoRo. Un robot che sarà in grado di creare un piccolo foro con diametro di 5mm dal quale il tumore verrà asportato.

NiLiBoRo è un acronimo tedesco che sta per “Robot per foratura non lineare”. Esistono già tecnologie che possono forare un osso con precisione, ma lo possono fare solo in linea retta. NiLiBoRo, invece, è il primo robot in grado di forare anche dietro gli angoli di un osso. In questo modo potranno essere evitate lesioni al tessuto nervoso e l’estrazione del tumore potrà avvenire nella maniera più agevole.

 

Com’è fatto e come funziona NiLiBoRo?

Uno degli scienziati che guida il gruppo di ricercatori, Lennart Karstensen, ha descritto il funzionamento del robot. “Il verme è costituito da una testa e una sezione di coda. Entrambe le componenti sono collegate tra loro per mezzo di un meccanismo a soffietto flessibile.“. Per capire meglio, possiamo pensare a quegli autobus formati da due corpi collegati tra loro da quella sezione centrale che ricorda una fisarmonica. Ma in che modo si muove?

Il robot è collegato alle unità di controllo della sala operatoria mediante delle linee idrauliche. Queste linee permettono a NiLiBoRo di strisciare nella giusta direzione. Ciò è possibile con la spinta del fluido idraulico nei 3 serbatoi situati nella zona posteriore e anteriore del robot.

I serbatoi riempiono lo spazio vuoto tra il robot e l’osso. Così consentono al dispositivo di posizionare al meglio la parte posteriore. Il fluido idraulico viaggia poi nei soffietti, i quali si espandono permettendo alla testa del robot di andare in avanti e di estendersi. In questo modo, il trapano fissato alla sua testa può creare il foro nell’osso.

I serbatoi della parte anteriore vengono riempiti di fluido idraulico per tenere la parte posteriore in posizione, mentre i serbatoi posteriori vengono svuotati. A questo punto, il fluido viene aspirato dai soffietti attraverso le linee idrauliche. Il robot si contrae e porta la parte posteriore verso la parte anteriore. Il movimento è molto simile a quello di un verme.

Karstensen riassume tutto facendo un semplice esempio. “Siamo in grado di modificare la direzione del robot regolando i serbatoi nella parte anteriore. Ad esempio, se lo vogliamo spostare a sinistra, allora riempiamo il serbatoio di sinistra con meno fluido rispetto a quello di destra. Ciò farà in modo che il robot viri a sinistra.“.

Il percorso di NiLiBoRo è monitorato grazie a un sistema di tracciamento elettromagnetico progettato dalla Technical University of Darmstadt. Questo sistema permette di acquisire delle immagini del robot con la tomografia computerizzata. In questo modo è possibile rintracciare la posizione esatta del robot all’interno dell’osso.

 

Robot sempre più piccoli

Al momento il prototipo di NiLiBoRo è cinque volte più grande rispetto alle dimensioni finali previste. Il prototipo è composto solo dalla sezione anteriore collegata al cuore della macchina, ovvero il soffietto. I ricercatori hanno intenzione di continuare lo sviluppo del robot migliorandolo in ogni sua singola parte. Una volta che avranno perfezionato tutte le componenti, allora proseguiranno verso la riduzione delle sue dimensioni. Si spera di poter vedere in azione il robot, almeno nei test medici, tra due anni.

La miniaturizzazione della robotica ci consentirà di raggiungere un livello di efficienza davvero notevole in diversi settori: ingegneria, sicurezza e soprattutto medicina. In quest’ultimo ambito, infatti, ci sono stati dei progressi significativi grazie alle tecnologie digitali.

Dei progressi così importanti che alcuni scienziati oggi hanno gran parte degli strumenti necessari per poter sviluppare un robot radiologo per le diagnosi di malattie. Non solo. Esperti e scienziati sono sempre più convinti che la nanotecnologia rivoluzionerà la medicina. Dispositivi piccolissimi verranno iniettati nel nostro corpo per eliminare tossine, esplorare nel dettaglio gli organi e per trasportare farmaci nelle parti danneggiate o malate del nostro organismo.

Siamo in una fase dove le idee sono tantissime e dove la tecnologia sta compiendo un salto qualitativo molto importante. Creare minuscoli dispositivi che compiano ottimamente il loro lavoro nel nostro organismo è una grande sfida.

Difficile fare previsioni. Ma credo che tra non molto potremo assistere all’avvento di tante altre interessanti tecnologie digitali per il settore della medicina. Forse è ancora presto per le nanotecnologie, ma di sicuro ci stiamo muovendo in quella direzione.

Fonte: Fraunhofer.de


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