Primo esemplare di impianto Bioelettronico: Accelera la rigenerazione di nervi danneggiati

Primo esemplare di impianto Bioelettronico: Accelera la rigenerazione di nervi danneggiati
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I ricercatori della Northwestern University e della Washington University School of Medicine hanno sviluppato il primo esemplare di medicina bioelettronica: un dispositivo wireless impiantabile e biodegradabile che accelera la rigenerazione dei nervi e migliora la guarigione di un nervo danneggiato. Scopriamone di più.

I collaboratori, scienziati ed ingegneri dei materiali della Northwestern ed i neurochirurghi della Washington University, hanno sviluppato un dispositivo che eroga con regolarità impulsi elettrici ai nervi periferici danneggiati nei ratti dopo aver subito una operazione chirurgica, accelerando la ricrescita dei nervi nelle gambe e migliorando il recupero di forza muscolare e di movimento. Questo dispositivo ha le dimensioni di una moneta e lo spessore di un foglio di carta, è wireless e funziona per circa due settimane prima di essere assorbito naturalmente dal corpo.

Gli scienziati prevedono che un giorno tali tecnologie potrebbero addirittura sostituire i trattamenti farmaceutici esistenti per molte delle condizioni cliniche dell'uomo. Questo tipo di tecnologia, definita dai ricercatori una "medicina bioelettronica", è efficace per un periodo di tempo clinicamente rilevante e agisce direttamente nella zona interessata, riducendo gli effetti collaterali oppure i rischi legati all'uso degli impianti convenzionali.

"Questi sistemi ingegnerizzati forniscono una funzione terapeutica attiva in un formato gestibile e dosato per poi scomparire naturalmente nel corpo, senza lasciare tracce", ha dichiarato John A. Rogers della Northwestern, esperto delle tecnologie bio-integrate e autore dello studio. "Questo approccio alla terapia consente di pensare a opzioni che vanno oltre la droga e la chimica".

Rogers è professore di Scienza dei Materiali, Ingegneria biomedica e Chirurgia neurologica presso la McCormick School of Engineering e la Scuola di Medicina Feinberg della Northwestern University.

Attualmente il dispositivo non è stato testato su (o sarebbe più corretto dire "negli") esseri umani, ma i risultati fanno sperare in una futura opzione terapeutica per i pazienti umani con lesioni nervose. Per i casi che richiedono un intervento chirurgico, la pratica standard consiste nel somministrare una stimolazione elettrica durante l'intervento chirurgico per facilitare il recupero. Ma fino ad ora, ai medici mancava un mezzo per fornire continuamente quella scarica aggiuntiva nei diversi momenti del percorso di guarigione.

"Sappiamo che la stimolazione elettrica durante l'intervento chirurgico aiuta, ma una volta che l'intervento è terminato, la finestra per intervenire si chiude", ha detto Wilson Ray, professore associato di neurochirurgia, di ingegneria biomedica e di chirurgia ortopedica presso la Washington University.

Negli ultimi otto anni, Rogers e il suo laboratorio hanno sviluppato una raccolta completa di materiali elettronici, design di dispositivi e tecniche di produzione per dispositivi biodegradabili. Dopo varie prove, hanno progettato e sviluppato un dispositivo sottile e flessibile capace di avvolgere un nervo ferito e fornire impulsi elettrici per giorni prima che si degradi in modo innocuo all'interno del corpo. Il dispositivo come già detto è alimentato e controllato wireless da un trasmettitore esterno al corpo, che funziona come una basetta per la ricarica di uno smartphone.

Dopodiché i ricercatori dell'Università di Washington hanno quindi inserito questo dispositivo bioelettronico nei ratti con nervo sciatico danneggiato. La prova si è svolta in questo modo: Hanno utilizzato il dispositivo per fornire un'ora al giorno di stimolazione elettrica ai ratti per uno, tre o sei giorni oppure nessuna stimolazione elettrica, e quindi hanno monitorato il loro recupero per le successive 10 settimane.

Hanno osservato che qualsiasi somministrazione di scariche risultava migliore rispetto alla totale assenza, nell'aiutare i ratti a recuperare massa muscolare e forza muscolare. Inoltre, a quanti più giorni di stimolazione elettrica erano soggetti i ratti, tanto più rapidamente e accuratamente recuperavano il segnale nervoso e la capacità di sforzare il muscolo.

"Prima di effettuare questo studio, non eravamo sicuri che una stimolazione più lunga avrebbe fatto la differenza, e ora che sappiamo che la fa, possiamo iniziare a cercare di trovare il calendario ideale per massimizzare il recupero", ha detto Ray. "Se avessimo erogato una stimolazione elettrica per 12 giorni invece di sei, ci sarebbe stato più beneficio terapeutico? Forse. Stiamo esaminando questo adesso".


Crediti immagine: Northwestern University

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