Il minuscolo dispositivo di tracciamento e rilevamento magnetico utilizza il magnete

Rapporto del 2 giugno 2023

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di Bob Yirka, Phys.org

Un gruppo di bioingegneri della Philips Research ha sviluppato un minuscolo dispositivo di rilevamento e tracciamento magnetico che utilizza risonatori magneto-meccanici per fornire feedback. Nel loro studio, riportato sulla rivista Science, Bernhard Gleich, Ingo Schmale, Tim Nielsen e Jürgen Rahmer hanno progettato il sensore e lo hanno testato in vari scenari.

Per diversi anni, gli scienziati di tutto il mondo sono stati alla ricerca di migliori tecniche di imaging in vivo per migliorare la diagnostica e possibilmente anche fornire nuovi modi per somministrare le terapie. A tal fine, sono stati sviluppati un gran numero di minuscoli robot, ciascuno dei quali utilizza un nuovo approccio per viaggiare attraverso il corpo senza causare danni.

Finora, tuttavia, nessuno di essi è stato approvato per l’uso da parte dei medici. In questo nuovo sforzo, il gruppo di ricerca ha sviluppato un semplice sensore che può essere controllato utilizzando la corrente proveniente da bobine elettromagnetiche esterne.

Il sensore è stato realizzato posizionando due magneti opposti all'interno di un alloggiamento cilindrico, dove solo uno dei magneti è tenuto in posizione. Il tutto ha un diametro di solo un millimetro. Quando il dispositivo viene spostato tramite piccoli impulsi elettrici, il magnete libero vibra e si muove all'interno dell'alloggiamento.

Misurando la quantità di oscillazione, espansione e contrazione e la distanza tra i due magneti, il sensore può fornire misurazioni accurate di temperatura, posizione e pressione, sufficienti per tenere traccia di fattori come la pressione sanguigna e l'impatto dei farmaci, o forse potrebbe anche essere utilizzato per eseguire biopsie.

I ricercatori hanno testato il loro sensore in una varietà di scenari. Uno prevedeva il posizionamento all’interno di un tubo tortuoso per emulare il tratto intestinale, dove veniva utilizzato per fornire dati sulla posizione. Il successo del test ha suggerito che potrebbe essere utilizzato per monitorare i movimenti intestinali nelle persone con IBS o altri disturbi intestinali.

Un altro test prevedeva di fissare il sensore sul dorso di un’ape e poi rilasciarlo in un ambiente controllato. La squadra ha potuto tracciare con precisione sia i suoi movimenti che il suo orientamento, indipendentemente dalla sua velocità. Concludono che il loro sensore sembra essere utile per una varietà di applicazioni mediche. Sono necessari molti più test per garantire che sia sicuro prima che possano essere eseguiti studi sugli esseri umani.

Maggiori informazioni: Bernhard Gleich et al, Risonatori magneto-meccanici in miniatura per tracciamento e rilevamento wireless, Science (2023). DOI: 10.1126/science.adf5451

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