A pochi mesi dal tentativo di pilotare spermatozoi umani mediante l’utilizzo di un campo magnetico esterno, un’equipe di ingegneri dell’Università di Twente, in Olanda, in collaborazione con la German University del Cairo, annunciano al mondo la nascita del primo spermatozoo robot.
La costruzione di un dispositivo sufficientemente piccolo ed in grado di spostare una singola cellula può essere terribilmente difficile. Ecco perché i ricercatori Olandesi hanno deciso di concentrare la loro attenzione su un mini-motore naturale: lo sperma.
Gli spermatozoi sono una attraente soluzione grazie a 3 importanti caratteristiche:
- sono innocui per il corpo umano,
- non richiedono una fonte di alimentazione esterna,
- sono in grado di nuotare attraverso liquidi viscosi.
Struttura e meccanismo
Lungo 322 micron, 6 volte più lungo di uno spermatozoo reale ma molto più lento, il MAGNETOSPERM e’ costituito da una coda priva di rivestimento in grado di stabilire la direzione, e da una testa in silicio programmata in modo tale da raggiungere l’obiettivo in totale precisione e sicurezza. La testa in silicio e’ rivestita da uno strato di cobalto e nichel per permettere al magnete di muoversi avanti e indietro, se sollecitato da un basso campo magnetico esterno. Attraverso una scansione per mezzo di un microscopio elettronico in Fig.2 sono evidenziate le caratteristiche del microscopico robot, in modo particolare risulta interessante notare la testa a forma di ellissoide e la coda rettangolare di 225 μm.
Fig. 2
Una volta inseriti all’interno di un campo magnetico variabile, come quello generato dalle bobine di un elettromagnete, gli spermatozoi artificiali possono essere spostati semplicemente variando l’intensità del campo magnetico. Questo meccanismo dipende proprio dalla presenza di metallo sulla testa del micro robot.
Fig. 3
Il MagnetoSperm è regolato da un funzionamento “on-off”, definito come l’accensione e lo spegnimento delle bobine; le immagini istantanee di questo esperimento sono mostrate in Fig. 3. Durante l’esperimento che viene svolto con una corrente di 1 A e 50 Hz, le bobine sono attivate e dopo pochi secondi disattivate. Il risultato è che lo spermatozoo-robot inizia a muoversi se, attivando un debole campo magnetico, la forza di spinta supera la forza di trascinamento del fluido; viceversa, smetterà di muoversi se il campo magnetico viene disattivato. Il movimento del microrobot viene registrato utilizzando una macchina fotografica, un microscopio ed un software con funzione di monitoraggio per caratterizzare e controllare che venga raggiunto l’obiettivo . La velocità media raggiunta del robot sarà di 20,61 micron al secondo .
Impieghi e prospettive
Il dottor Sarthak Misra ed un vasto numero di ricercatori hanno dimostrato che questi micro-robot, oltre ad essere un ottimo strumento per le fecondazioni in vitro, grazie alle loro microscopiche dimensioni potrebbero essere utilizzati per sviluppare terapie oncologiche mirate oppure per effettuare il rilascio mirato di farmaci. Quest’ultima tecnica consentirà ai medici di indirizzare l’effetto delle sostanze in modo ottimale, riducendo così il rischio di effetti collaterali.
Intanto, l’obiettivo dei ricercatori e’ quello di ridurre ulteriormente le dimensioni dei MagnetoSpermatozoi; un giorno sarà possibile inserire questi nano-robot anche all’interno delle arterie per liberarle dai trombi che ostacolano il flusso in un modo più rapido e meno invasivo.
Articolo molto interessante e coinvolgente.
Mette in luce le nuove prospettive di ricerca con semplicità ma senza compromettere il grado di approfondimento.