La nanotecnologia per la medicina

La nanotecnologia rivoluzionerà la medicina?

Grazie ai recenti sviluppi nella costruzione di micro-robot, gli scienziati hanno sempre più possibilità di lavorare su tecnologie minuscole. Così minuscole da farle entrare in circolazione nel corpo umano. Queste tecnologie sono già state testate su animali. Molti scienziati sostengono che un giorno saranno applicabili anche nell’uomo. Si aprirà così un nuovo scenario per la medicina.

 

Quali applicazioni per la medicina?

La nanotecnologia contribuirà a trasformare e a rivoluzionare la medicina in diversi modi. Dei minuscoli robot, o un gruppo di essi, potranno trasportare farmaci, eliminare coaguli di sangue, eseguire una biopsia oppure costruire un ponteggio sul quale nuove cellule potranno crescere.

Secondo Bradley Nelson, professore di robotica e sistemi intelligenti de Politecnico di Zurigo, queste applicazioni potranno prolungare due tendenze attuali della medicina. Anticipare la diagnosi delle malattie e individuare con più precisione le terapie adeguate. Gli ostacoli più ardui da superare comprendono l’alimentazione dei nanorobot e l’accuratezza dei movimenti.

Affinché funzionino bene, dovremo essere in grado di tenere traccia della loro posizione e dei loro movimenti. Dovremo assicurarci che non danneggino i tessuti e che degradino in modo sicuro una volta che hanno svolto il loro compito. Anche su questi problemi si è espresso il dottor Nelson. “Penso che è stato solo in questi ultimi anni che la comunità ha iniziato ad afferrare questi problemi fondamentali.“.

 

La medicina, quindi, sta già abbracciando la miniaturizzazione. Esistono dei dispositivi alimentati a batteria dalle dimensioni di una pillola che possono scattare immagini dell’esofago, del colon e dell’intestino.

Nel 2012 l’FDA (Food and Drug Administration) ha dato il via libera all’azienda Proteus Digital Health per mettere in commercio un dispositivo della grandezza di un millimetro. Un dispositivo che si può incorporare in una pillola farmaceutica ingeribile. Secondo il vice presidente della società, Markus Christen, il chip è più che sufficiente per aiutare i pazienti a controllare il consumo di farmaci. Inoltre, potrebbe aiutare le aziende farmaceutiche a monitorare i soggetti negli studi clinici.

 

Problemi ed eventuali soluzioni

Come accennato prima, uno dei principali problemi della nanotecnologia è l’alimentazione. Una soluzione potrebbe essere il trasferimento wireless dell’energia tramite onde radio dall’esterno del corpo per generare elettricità. Ma non è affatto facile applicarla su minuscole tecnologie. Perché i nanorobot necessiterebbero di una antenna e di essere sempre vicini alla fonte di energia.

Un’altra possibilità potrebbe essere quella di creare dei piccoli trasportatori di sostanze chimiche che reagendo con determinate sostanze del corpo, come ad esempio l’acido gastrico, possono muoversi e svolgere le loro funzioni. Si tratta di un processo simile a quello prodotto dai materiali bioibridi. In questi materiali i batteri possono essere sfruttati per svolgere un certo compito in base ai segnali biologici del corpo. Ad esempio in base alla variazione della concentrazione di una particolare molecola.

In alcuni casi, però, si potrebbe fare a meno delle fonti di energia. Presso la Johns Hopkins University (Baltimora), il professor David Gracias e i suoi colleghi hanno sviluppato delle mini-pinze a forma di stella e della grandezza di 500 micrometri le cui braccia si chiudono in base alla reazione con fattori ambientali come temperatura, ph ed enzimi. Queste pinze potranno eseguire uno screening del colon meno invasivo. Ma l’obiettivo più auspicato sarà quello di riuscire ad effettuare interventi chirurgici ad altissima precisione.

Per quanto riguarda i coaguli del sangue, invece, la situazione è più complicata. Molti credono sia impossibile inserire un oggetto solido nel flusso sanguigno e controllarlo. In realtà, i nanorobot non sono progettati per percorrere lunghe distanze nel corpo. I micro-robot nel sangue potrebbero percorrere al massimo 20 micrometri, cioè 0,02 millimetri.

Quindi è probabile che per far funzionare al meglio la nanotecnologia ci vorranno delle guide esterne per un bel po’ di tempo. Per adesso, la soluzione più ovvia sembra essere quella di costruire materiali magnetici che potranno essere poi guidati con dei magneti dall’esterno. Ma anche questo metodo è molto complicato perché i nanorobot dovranno spostarsi lungo le 3 dimensioni. Controllarli in modo preciso non sarà affatto un gioco da ragazzi.

 

Ottimismo per il futuro

Tuttavia, il dottor Nelson è ottimista. Pensa che le nanotecnologie potranno essere usate per guidare con cura le estremità dei cateteri attraverso il sistema cardiovascolare. In futuro, con il miglioramento della tecnologia, forse faremo dei veri e propri interventi chirurgici evitando intensi fastidi e dolori post-operatori e velocizzando i tempi di recupero.

E a proposito di ottimismo, c’è anche chi crede che la nanotecnologia potrà fare molto di più. Ray Kurzweil, ad esempio, sostiene che i nanobot connetteranno il cervello al Cloud Computing. Potremo amplificare la nostra capacità di pensiero, memorizzare una quantità enorme di informazioni e sostituire gli organi malati.

Queste sono le potenzialità della nanotecnologia. Abbiamo bisogno di altri progressi e forse ci vorrà ancora molto tempo prima che la nanotecnologia venga applicata all’uomo. L’impressione, però, è che questa potrà davvero rivoluzionare la medicina. Sei d’accordo?

Fonte e immagine: spectrum.ieee


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