Nuove frontiere della Biomedicina – dai microrobot biodegradabili ai nanomotori 

Assumere una capsula in grado di rilasciare piccoli microrobot che somministrino farmaci direttamente nell’intestino o consentano di eseguire biopsie senza procedure invasive potrebbe diventare realtà molto presto. La ricerca nel campo della somministrazione mirata di farmaci e della microrobotica medica sta avanzando rapidamente, soprattutto in ambito gastrointestinale, dove una delle principali sfide rimane quella di migliorare l’assorbimento e l’efficacia dei trattamenti.

La somministrazione orale è stata a lungo considerata il metodo più pratico per somministrare i farmaci: richiede poca esperienza ed è minimamente invasiva. A differenza delle iniezioni, evita fastidi, infezioni da ferite e complicazioni. Tutto ciò si traduce in una maggiore aderenza del paziente al trattamento. Tuttavia, come dimostrato dalla evidenza scientifica negli ultimi anni, l’efficacia della somministrazione orale è spesso limitata dalle barriere biologiche del tratto gastrointestinale, che limitano la bioaccessibilità e la biodisponibilità dei farmaci.

Nanomotori dritti alla meta

In questo contesto emerge il concetto di somministrazione mirata al tratto gastrointestinale, che esplora diverse opzioni per superare queste sfide e avvicinarsi ai principi della medicina di precisione.

Una delle linee di ricerca ha riguardato proprio l’uso dei nanomotori, in particolare per il trattamento delle malattie dell’apparato digerente. La chiave di questi sistemi, come riportato recentemente da Springer Nature, è la loro capacità di arrivare a obiettivi precisi nell’organismo grazie a una forza motrice autonoma generata da mezzi esterni o da effetti ambientali interni. Ciò consente una permanenza prolungata in parti specifiche del corpo, come lo stomaco e la mucosa dell’intestino tenue, migliorando significativamente l’utilizzo dei farmaci.

Questi sistemi hanno favorito lo sviluppo di diversi veicoli e piattaforme di somministrazione per il rilascio mirato di farmaci. Tra i più importanti figurano le microsfere, i microrobot e le nanoparticelle. Inoltre, questi sistemi trovano applicazione in ambiti quali la terapia genica, il trattamento del cancro, la diagnostica e la microchirurgia.

Nuove “specie” di microrobot

Nel caso dei microrobot, non spicca solo il loro meccanismo d’azione, ma anche l’innovazione relativa ai materiali utilizzati. I microrobot bioibridi, per esempio, integrano componenti biologici viventi con materiali sintetici. In questo modo, sfruttano sistemi biologici naturali, come batteri, alghe o cellule di mammiferi, combinati con componenti sintetici quali nanoparticelle e polimeri. Tutto ciò per ottenere una somministrazione terapeutica più efficiente e precisa.

Meccanismi quali la sensibilità al pH, la risposta alla temperatura e il rilascio indotto da enzimi migliorano la loro capacità di rilasciare i farmaci con precisione nel punto desiderato. In questo modo, offrono soluzioni per terapie localizzate e riducono gli effetti collaterali. Tuttavia, nonostante i progressi compiuti in questo campo, permangono alcune sfide relative alla biocompatibilità, alla stabilità, alla scalabilità e alle questioni normative.

Altri esempi sono i microrobot magnetici rotanti stampati in 3D, progettati specificamente per la somministrazione mirata di farmaci in vivo. I loro materiali, risultati biocompatibili in base a studi sulla proliferazione e sulla vitalità cellulare, presentano un grande potenziale per la somministrazione efficiente e mirata di farmaci nel colon e nell’intestino crasso.

Come piccoli “transformers”

Una delle ultime novità in questo campo sono i microrobot biodegradabili interamente metallici, che potrebbero rivoluzionare la somministrazione dei farmaci e le procedure di biopsia. Come appena presentato alla Settimana delle Malattie Digestive (DDW) 2026, tenutasi all’inizio di maggio a Chicago, questi piccoli robot metallici, in grado di cambiare forma, potrebbero un giorno somministrare farmaci e prelevare campioni bioptici in modo indolore, per poi dissolversi senza necessità di rimozione.

È quanto emerge da un lavoro presentato da Ling Li, coautrice principale dello studio e docente di gastroenterologia ed epatologia presso la Facoltà di Medicina dell’Università Johns Hopkins. “I microrobot biodegradabili esistenti sono realizzati con materiali come polimeri o idrogel che si biodegradano, ma non hanno la resistenza e la rigidità che consentono ai nostri microrobot interamente metallici di penetrare e tagliare il tessuto, senza lasciare traccia una volta terminato il loro lavoro”, ha spiegato Li.

I risultati di questo ultimo studio lasciano intravedere che l’uso dei microrobot potrebbe un giorno sostituire alcune procedure endoscopiche convenzionali, scomode e invasive, semplicemente ingerendo una capsula. Questa viaggerebbe all’interno del corpo dove, come piccoli “trasformers”, i microrobot preprogrammati cambierebbero forma una volta giunti a destinazione mutandosi in minuscole pinze in grado di raccogliere campioni di tessuto in aree difficilmente accessibili con i metodi tradizionali.

Potrebbero addirittura trasformarsi in microiniettori per la somministrazione di farmaci, offrendo un’alternativa all’iniezione o all’infusione endovenosa per la somministrazione di prodotti biologici.

Velocità di degradazione regolabile

Uno degli aspetti più rilevanti di questo studio è che questi microrobot dimostrano anche un potenziale per la somministrazione di prodotti biologici quali gli agenti anti-fattore di necrosi tumorale (TNF) e i farmaci a base di peptidi simili al glucagone di tipo 1 (GLP-1). La chiave è la loro capacità di rilasciare i trattamenti direttamente sotto la mucosa gastrointestinale, il che potrebbe migliorare l’assorbimento dei farmaci e ridurre la necessità di iniezioni frequenti o visite cliniche.

Inoltre, come illustrato al DDW2026, i ricercatori possono regolare il tempo di biodegradazione modificando lo spessore degli strati metallici. “Possiamo regolare la velocità di degradazione da pochi minuti a diversi mesi, a seconda dell’applicazione”, hanno spiegato.

“Riteniamo che questi dispositivi interamente metallici e biodegradabili rappresentino un importante passo avanti nello sforzo di sfruttare appieno il potenziale dei microrobot medici. Non dobbiamo scegliere tra resistenza e sicurezza. Possiamo avere entrambe le cose”, ha concluso Ling Li.

Come dimostrano questi studi, sebbene tali tecnologie siano ancora in fase preclinica, i progressi nel campo della microrobotica ci avvicinano sempre più a trattamenti più precisi, meno invasivi e mirati direttamente a tessuti specifici. Ciò potrebbe migliorare l’efficacia dei trattamenti, l’aderenza terapeutica e, in definitiva, la qualità della vita dei pazienti.

Microrobot biodegradabili: la nuova frontiera della somministrazione mirata dei farmaci – Univadis – 27 maggio 2026.

Yao Y, Liu L, Duan X, Wang Q, Liu J, Yang Q, Fan YJ, Liao W. Micro/nano motors treating of digestive system diseases. J Nanobiotechnology. 2025 Oct 16;23(1):685. doi: 10.1186/s12951-025-03752-w. PMID: 41102791; PMCID: PMC12533340. Massoud EN, Hebert MK, Siddharthan A, Ferreira T, Neron A, Goodrow M, Ferreira T. Delivery vehicles for light-mediated drug delivery: microspheres, microbots, and nanoparticles: a review. J Drug Target. 2025 Jun;33(5):691-703. doi: 10.1080/1061186X.2024.2446636. Epub 2025 Jan 3. PMID: 39714878.