Ferite diabetiche-Immaagine Credit NUS-
I pazienti diabetici, le cui naturali capacità di guarigione delle ferite sono compromesse, spesso sviluppano ferite croniche che guariscono lentamente. Tali ferite che non guariscono potrebbero causare gravi infezioni con esiti dolorosi come l’amputazione degli arti. Per affrontare questa sfida sanitaria globale, un team di ricercatori dell’Università Nazionale di Singapore (NUS) ha progettato un innovativo gel magnetico per la guarigione delle ferite che promette di accelerare la guarigione delle ferite diabetiche, ridurre i tassi di recidiva e, di conseguenza, abbassare il tasso di guarigione delle ferite diabetiche ed evitare episodi di amputazioni degli arti.
Ogni trattamento prevede l’applicazione di una benda precaricata con un idrogel contenente cellule cutanee cicatrizzanti e particelle magnetiche. “Per massimizzare i risultati terapeutici, viene utilizzato un dispositivo magnetico esterno wireless per attivare le cellule della pelle e accelerare il processo di guarigione della ferita. La durata ideale della stimolazione magnetica è di circa una o due ore“, spiegano gli autori.
Test di laboratorio hanno dimostrato che il trattamento abbinato alla stimolazione magnetica ha guarito le ferite diabetiche circa tre volte più velocemente rispetto agli attuali approcci convenzionali. Inoltre, mentre la ricerca si è concentrata sulla guarigione delle ulcere del piede diabetico, questa tecnologia ha il potenziale per trattare un’ampia gamma di ferite complesse come le ustioni.
“Le medicazioni convenzionali non svolgono un ruolo attivo nella guarigione delle ferite”, ha affermato il Professore assistente Andy TAY, che guida il team composto da ricercatori del Dipartimento di ingegneria biomedica del NUS College of Design and Engineering e del NUS Institute for Health Innovation & Technology. “Evitano semplicemente che la ferita peggiori e i pazienti devono essere programmati per il cambio della medicazione ogni due o tre giorni. Si tratta di un costo enorme per il nostro sistema sanitario e di un disagio per i pazienti”.
Al contrario, l’esclusiva invenzione NUS adotta un approccio completo “tutto in uno” alla guarigione delle ferite, accelerando il processo su diversi fronti.
“La nostra tecnologia affronta molteplici fattori critici associati alle ferite diabetiche, gestendo contemporaneamente livelli elevati di glucosio nell’area della ferita, attivando le cellule cutanee dormienti vicino alla ferita, ripristinando i vasi sanguigni danneggiati e riparando la rete vascolare interrotta all’interno della ferita”, ha spiegato il Prof. Tay.
Il team NUS ha descritto la propria innovazione in un articolo pubblicato sulla rivista scientifica Advanced Materials l’8 settembre 2023. La ricerca è stata condotta in collaborazione con scienziati dell’Agenzia per la Scienza, la Tecnologia e la Ricerca, Nanyang Technological University, Sun Yat-sen University e Università della Tecnologia di Wuhan.
Ferite diabetiche croniche: una grande sfida sanitaria
Attualmente, più di mezzo miliardo di persone nel mondo convivono con il diabete e si prevede che questo numero aumenterà in modo significativo. Le ferite diabetiche croniche come le ulcere del piede (una delle ferite più comuni e difficili da trattare) sono quindi diventate una delle principali sfide sanitarie globali.
I trattamenti tradizionali per queste ferite sono spesso insoddisfacenti e portano a problemi di salute ricorrenti e persistenti e, in un elevato numero di casi, all’amputazione degli arti.
Ogni anno, nel mondo si registrano dai 9,1 ai 26,1 milioni di casi di ulcera del piede diabetico e circa il 15-25% dei pazienti con diabete svilupperà un’ulcera del piede diabetico nel corso della vita. Singapore ha uno dei più alti tassi di amputazione degli arti inferiori dovuta al diabete a livello globale, con una media di circa quattro al giorno.
Un delicato ‘allenamento’ per le cellule della pelle
Le cellule della pelle subiscono continuamente forze meccaniche derivanti dalle normali attività quotidiane. Tuttavia, ai pazienti con ferite viene solitamente consigliato di non svolgere attività impegnative, come camminare, perché ciò potrebbe uccidere le cellule rimanenti essenziali per la guarigione.
“Ciò che il nostro team è riuscito a identificare è un punto debole applicando una delicata stimolazione meccanica“, ha affermato il Prof. Tay. “Il risultato è che le cellule cutanee rimanenti riescono ad ‘allenarsi’ per guarire le ferite, ma non nella misura in cui le uccidono”.
Il gel per la guarigione delle ferite appositamente progettato è caricato con due tipi di cellule cutanee approvate dalla FDA – cheratinociti (essenziali per la riparazione della pelle) e fibroblasti (per la formazione del tessuto connettivo) – e minuscole particelle magnetiche. “La stimolazione meccanica del gel, abbinata ad un campo magnetico dinamico generato da un dispositivo esterno, favorisce una maggiore attività dei fibroblasti dermici”, spiegano gli autori.
Test di laboratorio hanno dimostrato che l’aumento dell’attività dei fibroblasti generata dal gel magnetico per la guarigione delle ferite aumenta il tasso di crescita delle cellule di circa il 240% e più che raddoppia la loro produzione di collagene, una proteina cruciale per la guarigione delle ferite. Migliora anche la comunicazione con i cheratinociti per favorire la formazione di nuovi vasi sanguigni.
“L’approccio che stiamo adottando non solo accelera la guarigione delle ferite, ma promuove anche la salute generale della ferita e riduce le possibilità di recidiva”, ha aggiunto il Prof Tay.
Il team NUS ha lavorato al progetto dal 2021 al 2023 per dimostrare la fattibilità di questo nuovo approccio. Per questa innovazione è stato depositato un brevetto.
Potenziale punto di svolta nella gestione delle ferite
Sebbene il gel magnetico per la guarigione delle ferite si sia dimostrato molto promettente nel migliorare la guarigione delle ferite diabetiche, potrebbe anche rivoluzionare il trattamento di altri tipi di ferite complesse.
“L’idrogel magneto-reattivo, combinato con la stimolazione meccanica dinamica wireless indotta da magnetotermici, affronta sfide fondamentali nella guarigione delle ferite, come la creazione di un microambiente favorevole e la promozione della rigenerazione dei tessuti”, ha affermato il co-primo autore del documento di ricerca, il Dottor SHOU Yufeng, Research Fellow del Dipartimento di Ingegneria Biomedica del NUS College of Design and Engineering.
“Questi principi e l’adattabilità della nostra tecnologia, nonché la sua generale facilità d’uso per i pazienti, significano che può essere applicata per migliorare la guarigione delle ferite in varie situazioni oltre al diabete, comprese le ustioni e le ulcere croniche non diabetiche” aggiunge.
I ricercatori stanno conducendo ulteriori test per perfezionare ulteriormente il gel magnetico per la guarigione delle ferite e migliorarne l’efficacia. Stanno inoltre collaborando con un partner clinico per testare l’efficacia del gel utilizzando tessuti umani diabetici.
“Questo è un importante passo avanti nella cura attiva delle ferite”, ha affermato il Prof. Tay. “Il nostro obiettivo è fornire una soluzione efficace e conveniente per la guarigione delle ferite che migliori i risultati per milioni di persone in tutto il mondo”.
“La guarigione delle ferite, soprattutto nel campo delle ulcere del piede diabetico, è sempre stata un’arena impegnativa. I pazienti affetti da piede diabetico non guariscono come i pazienti normali e il loro percorso di guarigione è spesso prolungato”, ha affermato il Professore assistente Francis Wong Keng Lin, consulente del Dipartimento di chirurgia ortopedica, Sengkang General Hospital di Singapore.
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Il Prof Wong, che non è coinvolto nello studio, ha aggiunto: “I progressi nelle tecnologie di guarigione delle ferite ridurranno la durata del viaggio del paziente e consentiranno loro di tornare alle loro vite il più rapidamente possibile, migliorando così la produttività e la qualità della vita“.
Fonte:Newswise
