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Biorobotica

SURGICAL ROBOTICS AND ALLIED TECHNOLOGIES AREA

SURGICAL ROBOTICS AND ALLIED TECHNOLOGIES AREA

Studiare problemi, identificare tecnologie abilitanti e sviluppare soluzioni per un avanzamento non incrementale nel settore della chirurgia e della diagnostica mini-invasiva e per la terapia localizzata dalla macro alla meso e nano scala. Sono questi gli obiettivi che hanno segnato la nascita e la crescita dell’area di Surgical Robotics and Allied Technologies.
L’area mira a risolvere il divario tra diagnosi e terapia, unendo competenze scientifiche provenienti dai settori della Robotica e della Bioingegneria allo sviluppo di piattaforme abilitanti che hanno la capacità di trattare molte patologie nel corpo umano, anche in zone difficili da raggiungere (come ad esempio il sistema cardiovascolare, l’apparato respiratorio, il sistema nervoso centrale nella cavità addominale).
L'obiettivo è quello di sviluppare dispositivi intelligenti che permettano di eseguire le procedure mediche o chirurgiche in regime minimamente invasivo, e in modo sempre più affidabile, riproducibile e sicuro. Nelle stesso tempo, queste soluzioni mirano a un miglioramento della qualità della vita del paziente attraverso tecnologie e dispositivi sempre più avanzati. All'interno di quest'area di ricerca si collocano, infine, metodologie di sviluppo di strumenti per la diagnosi in vitro e in vivo, la medicina rigenerativa e l'ingegneria cellulare.

Le principali linee di ricerca sono:

Dispositivi robotici avanzati per diagnosi e terapia mirata
Linea di ricerca che raccoglie tutti i progetti dedicati allo sviluppo di robot, capsule, cateteri e sonde in grado di operare e spostarsi all'interno del corpo umano per applicazioni diagnostiche e terapeutiche. Diagnosi e terapia possono essere eseguite nell'addome umano, nel sistema cardiovascolare, nel tratto gastrointestinale, ma anche in altri distretti difficili da raggiungere. Le dimensioni tipiche dei dispositivi varia da 10 cm a decine di micron, a seconda della zona di destinazione e del paziente (che può essere un adulto o un bambino).

Sistemi di rilevamento per i dispositivi medici
Linea di ricerca che sviluppa sistemi di telerilevamento per il monitoraggio sanitario o per l'assistenza sanitaria (ad esempio per le persone con dispositivi di assistenza ventricolare), e tecnologie di visualizzazione per i dispositivi endoluminali da utilizzare nelle varie cavità del corpo umano.

Tecnologie abilitanti (es. nanotrasduttori e sistemi bio-ibridi)
Linea di ricerca che comprende una vasta gamma di nuove soluzioni tecnologiche che punta a migliorare le possibilità e le prestazioni degli attuali sensori, attuatori e sistemi meccatronici. Tali soluzioni si basano sullo sviluppo e sull'assemblaggio di materiali intelligenti e di micro/nano-particelle, e sull'integrazione delle cellule viventi e dei tessuti all'interno di strutture bioartificiali, verso lo sviluppo di sistemi bio-ibridi.

 

Responsabile scientifico:

Prof. Arianna Menciassi     
e-mail: arianna.menciassi@santannapisa.it
Tel.: 050-883418

 


PAPER SELEZIONATI

  • V. Iacovacci, L. Ricotti, P. Dario, and A. Menciassi, Design and development of a mechatronic system for noninvasive refilling of implantable artificial pancreas. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 20(3): 1160-1169; 2015
  • V. Iacovacci, G. Lucarini, C. Innocenti, N. Comisso, P. Dario, L. Ricotti and A. Menciassi, Polydimethylsiloxane films doped with NdFeB powder: magnetic characterization and potential applications in biomedical engineering and microrobotics. Biomedical Microdevices – 17(6): 112; 2015
  • G. Gerboni, T. Ranzani, A. Diodato, G. Ciuti, M. Cianchetti, A. Menciassi, Modular soft mechatronic manipulator for minimally invasive surgery (MIS): overall architecture and development of a fully integrated soft module, Meccanica (Special Issue: Soft Mechatronics). First online: 07 September 2015, pp. 1-14, 2015.
  • G. Ciuti, L. Ricotti, A. Menciassi, P. Dario, MEMS Sensor Technologies for Human Centred Applications in Healthcare, Physical Activities, Safety and Environmental Sensing: A Review on Research Activities in Italy. Sensors, 15(3), 6441-6468, 2015.
  • G. Lucarini, G. Ciuti, M. Mura, R. Rizzo, A. Menciassi, A new concept for magnetic capsule colonoscopy based on an electromagnetic. International Journal of Advanced Robotic Systems, 12(25), ISSN 1729-8806, 2015.
  • S. Tognarelli, M. Salerno, G. Tortora, C. Quaglia, P. Dario, M.O. Schurr, A. Menciassi, A miniaturized robotic platform for natural orifice transluminal endoscopic surgery: in vivo validation. Surgical Endoscopy, 29(12), pp 3477-3484, 2015.
  • I. Baldoli, A. Cuttano, R.T. Scaramuzzo, S. Tognarelli, M. Ciantelli, F. Cecchi, M. Gentile, E. Sigali, C. Laschi, P. Ghirri, A. Menciassi, P. Dario, A. Boldrini, A novel simulator for mechanical ventilation in newborns: MEchatronic REspiratory System SImulator for Neonatal Applications. Proc Inst Mech Eng H; 229(8):581-91, 2015. 

PROGETTI ATTIVI

PROGETTI INTERNAZIONALI

  • M2NEURAL, FP7-M-ERA.NET. 
  • ENDOVESPA "Endoscopic Versatile robotic guidance, diagnosis and therapy of magnetic-driven soft-tethered endoluminAl robots", FP7-ICT 24- 688592 - 2015 Robotics - item c. Innovation Actions: Technology transfer.

PROGETTI NAZIONALI

  • INAIL - MOTU
  • INAIL - RELIEF

PROGETTI REGIONALI

  • VALVETECH "Realizzazione di una valvola artoica polimerica di nuova concezione e impiantabile tramite piattaforma robotica con tecniche di chirurgia mininvasiva". Leggi l'intervista a Giorgio Soldani, coordinatore del progetto e responsabile del Laboratorio di Biomateriali dell’Istituto di Fisiologia Clinica del CNR
  • IMEROS "Integrated medical robotic solutions", Nuove tecnologie robotiche integrate per la diagnosi teleassistita intraoperatoria e per il trattamento chirurgico dei tumori. Leggi l'intervista con il dott. Michele Di Marino, chirurgo presso l'Azienda Ospedaliera Universitaria Careggi.
  • S3InNeo "Simulazione e strumentazione per intubazione neonatale.
  • CAPSULIGHT: Realizzazione di una capsula robotica a LED per il trattamento dei disordini gastrointestinali.
  • ROBOIMPLANT: dispositivo robotico impiantabile per rilascio controllato di farmaci a livello intraperitoneale

VECCHI PROGETTI

Photogallery: