Micromotore chirurgico, dimensioni da record per endoscopi e cateteri

Il micromotore chirurgico è l’elemento che ha permesso alla chirurgia mininvasiva (Minimal Invasive Surgery – MIS) di prendere sempre più piede. È infatti il micromotore chirurgico che ha consentito di dar vita a una tecnica che riducesse al minimo le incisioni e, di conseguenza, abbreviasse i tempi di recupero di un paziente. 

La chirurgia mininvasiva è un tipo di intervento che viene eseguito inserendo un endoscopio e una pinza in un piccolo foro praticato nel corpo del paziente. Sono stati realizzati molti studi utilizzando tecniche MIS, come la chirurgia multi-port o single-port, e sono in fase di valutazione metodi per ottenere risultati ancora migliori, come la chirurgia endoscopica transluminale a orifizio naturale, che accede al corpo del paziente attraverso il canale alimentare. 
Negli studi MIS giocano un ruolo importante le tecnologie robotiche, come il micromotore chirurgico e le pinze, che consentono movimenti ambidestri in un’apertura e uno spazio limitati dell’incisione. Non solo. Un robot medico compie movimenti molto più complicati di quelli che possono eseguire le mani umane

Una pinza precisissima grande 1 mm 

Il meccanismo che combina la tecnologia del micromotore chirurgico, la tecnologia di lavorazione di parti di precisione e la tecnologia di assemblaggio di precisione contribuisce allo sviluppo di una pinza robotica che può operare con un’altissima precisione. In particolare, ciò accade con il motoriduttore φ1,5 mm sviluppato da Adamant Namiki in collaborazione con NEDO e Tohoku University già nel 2004. 

Poiché però le parti del micromotore avevano dimensioni dell’ordine del micrometro, anche l’estrema abilità di Namiki nella lavorazione di precisione ha incontrato qualche problema. La società ha perciò sviluppato un metodo specifico, basato sullo stampaggio del vetro metallico. Questo è un nuovo tipo di metallo amorfo con caratteristiche uniche. Il metallo amorfo convenzionale può essere usato solo per produrre oggetti sottili e piccoli perché cristallizza a meno che non si raffreddi rapidamente dallo stato di lega fusa. Invece, il vetro metallico solidifica senza cristallizzazione anche se raffreddato lentamente dallo stato di lega fusa. E questo permette di fabbricare parti meccaniche relativamente grandi, ampliando la gamma di applicazioni per uso industriale. 

Inoltre, il vetro metallico ha diverse eccellenti proprietà meccaniche, come l’alta resistenza, il basso modulo di Young, l’alta trasferibilità e l’eccellente resistenza alla corrosione. Tali caratteristiche rendono possibile l’applicazione in una varietà di campi, come componenti di alta precisione, sensori, molle, attrezzature sportive e biomateriali. 

L’impiego del vetro metallico ha consentito a un treno di ingranaggi a 4 stadi di produrre una coppia di 2.070μ, un valore 1.609 volte più grande dello stesso motore φ1,5 mm e 80 volte più grande di quello di un motore φ4 mm che è il flusso principale oggi. 

Tale motoriduttore da φ1,5 mm è stato progettato per l’impiego in campo medico, soprattutto in endoscopi a ultrasuoni e cateteri cardiaci.  

Cateteri con motoriduttori da φ0,9 mm 

cateteri cardiaci, lo ricordiamo, sono piccoli tubi filiformi utilizzati per diagnosticare e trattare condizioni e malattie cardiovascolari. Durante la cateterizzazione cardiaca, i cateteri sono posizionati attraverso la pelle in una vena o in un’arteria. Le dimensioni dei cateteri si restringono andando verso il cuore.  

Il cateterismo cardiaco è una procedura minimamente invasiva e aiuta nella diagnosi di condizioni relative a dolori al petto, mancanza di respiro, affaticamento e così via. Aiuta anche nel trattamento di problemi relativi a valvole, camere cardiache e vasi sanguigni. 

Con un micromotore chirurgico come quello di Adamant Namiki installato sulla punta del catetere, è più facile raggiungere un tessuto malato e sciogliere eventuali i coaguli di sangue, cosa impossibile in precedenza a causa delle dimensioni degli attuatori convenzionali. Tuttavia, poiché un motore con φ1,5 mm può entrare solo nelle arterie principali, i medici hanno richiesto un diametro ancora più piccolo, inferiore a 1 mm, per poter accedere anche nell’area più profonda dei vasi perifericiAdamant Namiki ha accettato la sfida e ha realizzato un motoriduttore da φ0,9 mm, che è oggi utilizzato in svariati ambiti medici.  

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