Un piccolo robot nel corpo umano tutto Made in Pisa. L’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna, l’Università di Pisa e l’Azienda ospedaliero-universitaria Pisana sono i protagonisti dello studio “A fully implantable device for intraperitoneal drug delivery refilled by ingestible capsules” pubblicato su Science Robotics

La ricerca presenta PILLSID (PILl-refiLled Implanted System for Intraperitoneal Delivery), un dispositivo robotico impiantabile, ricaricabile attraverso pillole magnetiche ingeribili che trasportano farmaci all’interno dell’organismo.

Una volta ricaricato, il dispositivo agisce come un sistema di microinfusione ed è programmabile per una precisa consegna intraperitoneale.

Il dispositivo robotico è basato su una combinazione di componenti magnetici commutabili, elementi meccatronici miniaturizzati, un sistema di alimentazione wireless e un’unità di controllo per effettuare la ricarica e controllare i processi di infusione.

Le misure del dispositivo

Il dispositivo pesa 165 grammi e misura 78mm x 63mm x 35mm superando i problemi critici relativi alla ricarica del serbatoio e all’alimentazione. Il sistema impiantabile si interfaccia con l’intestino, che funge da pompa, e le pillole ingeribili cariche di insulina sono in grado di ricaricare il dispositivo quando il serbatoio si sta esaurendo.

Il dispositivo si pone come alternativa alle strategie basate su iniezioni sottocutanee ripetute o su infusori indossabili, attualmente impiegate per il controllo della glicemia.

L’unico altro sistema al mondo con queste caratteristiche viene impiantato chirurgicamente a livello addominale, nello spazio extraperitoneale e interfacciato all’intestino.

pillsid

Le pillole, ingerite normalmente, attraversano il tratto intestinale fino a una zona di attracco che viene ricavata in un’ansa dell’intestino. Si attiva un meccanismo magnetico che cattura la capsula, aspira l’insulina e riempie il serbatoio. A questo punto il magnete si disattiva e la capsula vuota riprende il suo percorso fino alla normale espulsione.

In combinazione con un sensore per il glucosio e un algoritmo di controllo, la pompa libererà l’insulina nei tempi e nelle quantità necessarie per una corretta regolazione glicemica, operando così come il primo pancreas artificiale totalmente impiantabile.

I passi successivi

“I risultati ottenuti a livello preclinico sono incoraggianti e di grande importanza dal punto di vista tecnologico e sanitario – spiega Veronica Iacovacci, Post-doc dell’Istituto di BioRobotica e prima autrice dello studio – un dispositivo di questo tipo, potrebbe consentire di sviluppare il primo pancreas artificiale totalmente impiantabile ed essere impiegato anche nel trattamento di altre patologie croniche e acute a carico degli organi intraperitoneali. I prossimi passi per raggiungere la pratica clinica prevedono un’accurata ingegnerizzazione del sistema, un miglioramento della tenuta stagna dell’impianto, progettare le interfacce con i tessuti del paziente e una validazione preclinica a lungo termine che permetta di valutare i benefici prodotti dal sistema robotico nel trattamento di queste patologie croniche”.