• free-standing magnetic nanosheet
• ultrasound contrast agent
• single-layer film
• impedenza acustica

Questa tesi di Laurea Magistrale è volta alla convergenza delle conoscenze acquisite nel campo della chirurgia robotica endoluminale, con quelle della micro e nanotecnologia, al fine di sviluppare una piattaforma microrobotica da applicare al sistema circolatorio. Lo scopo principale è, infatti, quello di realizzare un vettore vascolare nanometrico che possa essere guidato in modo preciso e accurato in un ambiente strutturato, quale il sistema vascolare. Affinché tale dispositivo, possa essere performante per lo scopo richiesto, è necessario portare a termine i seguenti obiettivi, nel modo più efficace ed efficiente possibile:

• Progettazione e sviluppo del dispositivo.
• Strategie di locomozione per il raggiungimento del target.
• Strategie di localizzazione: posizione relativa tra vaso e dispositivo, nonché posizione assoluta di quest’ultimo.
Nello specifico il lavoro di tesi riguarda il design e la fabbricazione di un nanofilm polimerico caricato con particelle superparamagnetiche e localizzabile con una sonda ecografica. I nanofilm sono strutture molto interessanti, in quanto biocompatibili, con uno spessore estremamente ridotto e, quindi, elevato Aspect-Ratio. Sono, inoltre, caratterizzati dalla capacità di separare fisicamente due spazi (free-standing), da un’ottima resistenza meccanica e da una buona uniformità. L’idea di base è, infatti, quella di utilizzare nanofilm ultrasottili come prototipo di un microrobot magnetico, che possa essere controllato da un magnete permanente esterno e, nello stesso tempo, localizzato con onde ultrasonore. A tal fine, sono previsti diversi approcci realizzativi, per determinare la migliore soluzione implementabile:
• Singolo strato con dispersione omogenea di particelle magnetiche.
• Singolo strato polimerico.
L’obiettivo è, infatti, quello di stabilire come la configurazione influenza il riconoscimento ecografico. L’inserimento delle nanoparticelle aumenta la differenza di impedenza acustica con i tessuti e, quindi, il contrasto per l’imaging, ma nello stesso tempo consente anche il dragging magnetico. E’ essenziale, pertanto, valutare accuratamente i parametri geometrici, magnetici e acustici dei film, sia con modelli costruiti ad-hoc, che con l'elaborazione delle immagini ecografiche. Il setup sperimentale ha come scopo finale l’inserimento e la movimentazione del film in un phantom vascolare dotato di vasi sanguigni, che riproducono le caratteristiche fisiche, dimensionali e acustiche di quelli reali.