Studi sugli animali mostrano le funzioni di un enteroscopio robotico morbido del MIT

Un dispositivo sperimentale per esplorare l’intestino tenue

L’intestino tenue può essere difficile da esaminare e trattare: è lungo più di 20 piedi, ha un diametro di circa un pollice e si trova in una zona profonda del corpo. Tra i problemi che i medici cercano di valutare ci sono sanguinamenti, lesioni e ostruzioni. Secondo MIT, la tecnica utilizzata per esaminare queste complicazioni è l’enteroscopia a doppio pallone, una procedura in cui due palloncini vengono gonfiati e sgonfiati alternativamente per aiutare a far avanzare lo strumento. Il team descrive il processo come lento e laborioso. MIT

Per affrontare questa difficoltà, gli ingegneri del MIT hanno progettato un enteroscopio robotico morbido che può avanzare nello stretto canale intestinale e integra strumenti per acquisire immagini, somministrare farmaci ed effettuare biopsie o rimuovere piccoli polipi. La nota istituzionale riferisce che lo studio è apparso su Science Robotics. I risultati descritti riguardano studi sugli animali: non costituiscono una dimostrazione di efficacia clinica nei pazienti. MIT

Il team punta a sviluppare un’alternativa più facile da controllare, che possa contribuire a una valutazione più automatizzata dell’intestino tenue. Quanto comunicato finora sono test sperimentali di spostamento e funzionamento degli strumenti; MIT non riferisce di test sulle persone né che il dispositivo abbia sostituito le procedure attuali. MIT

Movimento ispirato ai serpenti e al kirigami

Il robot combina due meccanismi per spostarsi. I suoi attuatori multifunzionali contengono quattro camere che si gonfiano in diverse combinazioni. Regolando l’aria che vi entra, il dispositivo può estendersi o piegarsi in direzioni diverse. MIT paragona questo modo di muoversi alla locomozione di un serpente, che alterna la contrazione muscolare da un lato all’altro del corpo per dirigere il proprio avanzamento. MIT

I segmenti della testa e della coda includono palloncini di ancoraggio espandibili che si gonfiano e sgonfiano a turno, contribuendo all’avanzamento del robot. I ricercatori hanno aggiunto guaine con motivi ispirati al kirigami, una tecnica che combina tagli e pieghe. Quando il palloncino si espande, la guaina si tende e fa sporgere piccole strutture tridimensionali che aumentano la trazione sulla superficie scivolosa del rivestimento intestinale. MIT

Il team descrive questa presa come un modo per ottenere trazione localizzata senza dipendere da un eccessivo allungamento del delicato tessuto intestinale. Il sistema include componenti elettronici per la navigazione e un cavo che collega il robot ai controlli esterni; l’operatore può guidarlo attraverso passaggi stretti e curve. MIT indica che il dispositivo è progettato per poter essere introdotto dalla bocca o dal retto, ma non presenta risultati che confrontino queste vie né che stabiliscano in quali circostanze si userebbe ciascuna. MIT

Cosa hanno mostrato i test sugli animali

Negli studi sugli animali, il robot ha percorso circa sei piedi e mezzo attraverso l’intestino tenue. I ricercatori hanno anche dimostrato il funzionamento della videocamera, dello spruzzatore per somministrare farmaci e delle clip per prelevare campioni di tessuto o rimuovere polipi. Queste osservazioni descrivono capacità sperimentali; da sole non stabiliscono la sicurezza, l’efficacia diagnostica o il beneficio terapeutico nelle persone. MIT

La tabella riassume le funzioni e il livello di dimostrazione riportati nella nota istituzionale; non confronta le prestazioni con l’enteroscopia a doppio pallone né con altri dispositivi.

Navigazione e prossimi passi

Il team afferma di lavorare al miglioramento dei sistemi di navigazione e a testare applicazioni aggiuntive nell’intestino tenue. Si tratta di lavori in corso, non di risultati già completati. La nota del MIT attribuisce lo sviluppo a ricercatori dell’istituto e menziona come autore principale senior Giovanni Traverso, professore di ingegneria meccanica al MIT e gastroenterologo presso il Brigham and Women’s Hospital. Indica inoltre Binbin Ying, Ahmad Mujtaba Jebran e Sahab Babaee come autori principali. MIT

Le pagine della NSF forniscono un contesto generale, non prove relative a questo robot. L’agenzia descrive programmi di ricerca sui materiali, inclusi i materiali bioispirati e quelli destinati ad applicazioni che comportano il contatto con sistemi biologici; queste informazioni non confermano in modo indipendente né il progetto né i risultati del dispositivo. NSF: ricerca sui materiali

La NSF spiega inoltre di sostenere la scienza e l’ingegneria, principalmente attraverso sovvenzioni. Questa descrizione istituzionale non dimostra le prestazioni dell’enteroscopio né indica che la NSF abbia finanziato questo progetto. NSF: sostegno alla ricerca

Nel complesso, la nota del MIT descrive un prototipo che ha percorso una distanza limitata negli intestini degli animali e ha dimostrato strumenti integrati per acquisire immagini, somministrare farmaci e prelevare o rimuovere tessuto. Il team afferma di lavorare al miglioramento della navigazione e all’esplorazione di altre applicazioni; le informazioni disponibili non stabiliscono quando potrebbe essere testato sui pazienti né se verrà utilizzato nella pratica clinica.