Una nuova medicazione per ferite a basso costo sviluppata dagli ingegneri dell’Università del Wisconsin-Madison potrebbe accelerare notevolmente la guarigione.
Il metodo sfrutta l’energia generata dai movimenti del corpo di un paziente per applicare delicati impulsi elettrici sul sito di una lesione.
Nei test sui roditori, le medicazioni hanno ridotto i tempi di guarigione a soli tre giorni rispetto a quasi due settimane per il normale processo di guarigione.
“Siamo stati sorpresi nel vedere un tasso di recupero così veloce“, afferma Xudong Wang, Professore di scienza dei materiali e ingegneria presso la UW-Madison. “Avevamo il sospetto che i dispositivi avrebbero prodotto qualche effetto, ma l’entità di questi effetti è molto più di quanto ci aspettassimo”.
Wang e collaboratori hanno descritto il loro metodo di medicazione delle ferite il 29 novembre 2018, sulla rivista ACS Nano.
I ricercatori sanno da diversi decenni che l’elettricità può essere utile per la cura della pelle, ma la maggior parte delle unità di elettroterapia in uso oggi richiedono ingombranti apparecchiature elettriche e cablaggi complicati per fornire potenti scosse elettriche.
“Le ferite acute e croniche rappresentano un onere considerevole per l’assistenza sanitaria in tutto il mondo”, afferma la collaboratrice Angela Gibson, Professore di chirurgia presso la UW-Madison e chirurgo e Direttore dei servizi di guarigione delle ferite presso la UW Health. “L’uso della stimolazione elettrica nella guarigione delle ferite è raro”, dice la ricercatrice.
In contrasto con i metodi esistenti, la nuova medicazione è molto più semplice.
“Il nostro dispositivo è comodo come una benda che metti sulla tua pelle”, afferma Wang.
Le nuove medicazioni consistono in piccoli elettrodi per il sito della lesione che sono collegati a una fascia che contiene unità di raccolta dell’energia chiamate nanogeneratori che sono avvolti attorno al tronco di chi la indossa. La naturale espansione e contrazione delle costole durante la respirazione, alimenta i nanogeneratori, che erogano impulsi elettrici a bassa intensità.
“La natura di questi impulsi elettrici è simile al modo in cui il corpo genera un campo elettrico interno”, afferma Wang.
E quegli impulsi a bassa potenza non danneggeranno i tessuti sani come potrebbero fare i dispositivi tradizionali di elettroterapia ad alta potenza.
In effetti, i ricercatori hanno dimostrato che l’esposizione delle cellule a impulsi elettrici ad alta energia le ha indotte a produrre quasi cinque volte più specie reattive dell’ossigeno – i principali fattori di rischio per il cancro e l’invecchiamento cellulare – rispetto alle cellule che sono state esposte ai nanogeneratori.
Altro vantaggio per la guarigione: i ricercatori hanno determinato che gli impulsi a bassa potenza aumentavano la vitalità per un tipo di cellula della pelle chiamata fibroblasti e l’esposizione agli impulsi del nanogeneratore incoraggiava i fibroblasti ad allinearsi (un passo cruciale nella guarigione delle ferite) e produceva più sostanze biochimiche che promuovevano la crescita dei tessuti.
“Questi risultati sono molto eccitanti”, afferma il collaboratore Weibo Cai, Professore di radiologia alla UW-Madison. “I meccanismi dettagliati dovranno ancora essere chiariti nei lavori futuri”.
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In questa ottica, i ricercatori mirano a scoprire esattamente come gli impulsi elettrici deboli aiutano a guarire le ferite. Gli scienziati hanno anche in programma di testare i dispositivi sulla pelle di maiale, che imita da vicino il tessuto umano.
Stanno inoltre lavorando per conferire ai nanogeneratori ulteriori capacità, modificando la loro struttura per consentire la raccolta di energia da piccole contrazioni impercettibili nella pelle o dal battito cardiaco.
I nuovi dispositivi potrebbero aiutare a risolvere una sfida importante per la medicina moderna.
“Riteniamo che il nostro nanogeneratore potrebbe essere l’approccio di stimolazione elettrica più efficace per molti scopi terapeutici”, afferma Wang.
E poiché i nanogeneratori sono costituiti da materiali relativamente comuni, il costo sarà veramente basso.
“Non credo che il costo sarà molto più di una benda normale”, dice Wang. “Il dispositivo in sé è molto semplice e comodo da fabbricare”.
