Il primo dispositivo biodegradabile per la rigenerazione dei nervi

I ricercatori della Northwestern University e della Washington University School of Medicine hanno sviluppato il primo esempio di “medicina bioelettronica”: un dispositivo wireless impiantabile e biodegradabile che accelera la rigenerazione dei nervi e migliora la guarigione di un nervo danneggiato.

Ha le dimensioni di una monetina, lo spessore di un foglio di carta e funziona per circa due settimane prima di essere assorbito naturalmente dal corpo.

Il dispositivo non è stato ancora testato negli esseri umani, ma i risultati offrono la promessa come una futura opzione terapeutica per i pazienti con lesioni nervose.

Il dispositivo e la ricerca

“Sappiamo che la stimolazione elettrica durante l’intervento chirurgico aiuta, ma una volta che l’intervento è finito, la finestra per intervenire è chiusa“, ha detto l’autore co-senior Wilson Zack Ray, professore associato di neurochirurgia, di ingegneria biomedica e di ortopedia chirurgia presso la Washington University. “Con questo dispositivo, abbiamo dimostrato che la stimolazione elettrica fornita su base programmata può migliorare ulteriormente il recupero nervoso“.

I ricercatori hanno progettato e sviluppato un dispositivo sottile e flessibile che avvolge un nervo ferito e fornisce impulsi elettrici in punti temporali selezionati per alcuni giorni prima che il dispositivo venga assorbito in modo innocuo nel corpo.

E’ alimentato e controllato in modalità wireless da un trasmettitore esterno al corpo che funziona esattamente come un tappetino per il caricamento del cellulare.

I ricercatori dell’Università di Washington hanno quindi studiato il dispositivo bioelettronico nei ratti con nervi sciatico feriti. Questo nervo invia segnali su e giù per le gambe e controlla i muscoli posteriori della coscia e i muscoli della parte inferiore delle gambe e dei piedi.

Grazie all’aiuto del dispositivo, hanno fornito per un’ora al giorno una stimolazione elettrica ai ratti per uno, tre o sei giorni, o nessuna stimolazione elettrica del tutto.

Hanno quindi monitorato il loro recupero nelle 10 settimane successive.

Hanno scoperto che ogni stimolazione elettrica contribuiva nel recupero della massa muscolare e forza muscolare. Inoltre, più giorni di stimolazione elettrica hanno ricevuto i ratti, più rapidamente e accuratamente hanno recuperato il segnale nervoso e la forza muscolare. Infine, non sono stati trovati effetti biologici avversi dal dispositivo e il suo riassorbimento.

“Prima di fare questo studio, non eravamo sicuri che la stimolazione più lunga avrebbe fatto la differenza, e ora che sappiamo che lo fa, possiamo iniziare a cercare di trovare un 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.”

Il dispositivo prende il posto della chirurgia

Questo tipo di tecnologia dunque fornisce terapia e trattamento per un periodo di tempo clinicamente rilevante e direttamente nel sito in cui è necessario, riducendo quindi gli effetti collaterali o i rischi associati agli impianti convenzionali e permanenti.

Variando la composizione e lo spessore dei materiali nel dispositivo, Rogers e colleghi possono controllare il numero preciso di giorni in cui rimane funzionale prima di essere assorbito nel corpo.

Le nuove versioni possono fornire impulsi elettrici per diverse settimane prima di degradarsi. La capacità del dispositivo di degradarsi nel corpo elimina la necessità di un secondo intervento chirurgico per rimuovere un dispositivo non biodegradabile, riducendo così ulteriori rischi per il paziente.

Lo studio ha inoltre dimostrato che il dispositivo può funzionare come pacemaker temporaneo e come interfaccia per il midollo spinale e altri siti di stimolazione in tutto il corpo. Questi risultati suggeriscono un’ampia utilità, oltre al solo sistema nervoso periferico.

Articolo a cura di Milena Amiconi.