I ricercatori hanno progettato un impianto chirurgico che cresce con il bambino. Gli impianti chirurgici possono salvare vite umane correggendo i difetti strutturali del cuore e di altri organi. Ma finora l’uso di impianti medici nei bambini è stato complicato dal fatto che gli impianti a dimensione fissa non possono espandersi in sintonia con la crescita naturale di un bambino.
Per affrontare questa esigenza, un team di ricercatori dell’Ospedale dei Bambini di Boston e dell’Ospedale Brigham e Women hanno sviluppato un impianto per l’uso in una procedura chirurgica cardiaca chiamata anuloplastica della valvola, che ripara le valvole mitraliche e tricuspide.
Attualmente, i bambini che subiscono interventi cardiaci salvavita, come le riparazioni mitraliche e delle valvole tricuspide, possono richiedere diversi interventi aggiuntivi nel corso della loro infanzia, per ripristinare o sostituire le valvole cardiache in esaurimento. Il nuovo impianto serve a migliorare la durata della valvola cardiaca pediatrica, accomodandosi alla crescita del bambino e riducendo il numero di interventi cardiaci che un bambino deve sopportare.
In sintesi, l’impianto cresce con il bambino.
Al di là della riparazione cardiaca, il team di ricerca afferma che il tubolare e l’espansione dell’impianto impiegato, riportato oggi in Natural Biomedical Engineering, potrebbero anche essere adattati ad una varietà di altri impianti di protesi in tutto il corpo.
“Gli impianti e dispositivi medici sono raramente progettati per i bambini e di conseguenza, non si adattano quasi mai alla loro crescita”, spiega Pedro del Nido, autore dello studio, Capo della chirurgia cardiaca al Boston Children’s and il William E. Ladd e Professore di chirurgia infantile alla Harvard Medical School (HMS). “Così abbiamo creato un ambiente in cui gli individui con competenza e interesse per i dispositivi medici possono riunirsi e collaborare allo sviluppo di materiali per la chirurgia pediatrica. Abbiamo collaborato con Jeff Karp, un bioingegnere e ricercatore principale presso il Brigham and Women’s Hospital (BWH) e Professore associato di medicina presso l’HMS”.
“Il disegno dell’impianto è costituito da due componenti: un nucleo degenerante del biopolimero e un manicotto tubolare intrecciato che si allunga nel tempo in risposta alle forze di trazione esercitate dal tessuto crescente circostante”, afferma Eric Feins, MD, primo autore dell’articolo che era precedentemente un ricercatore del laboratorio di Del Nido ed è attualmente un membro della chirurgia cardiotoracica presso il Massachusetts General Hospital. “Quando il biopolimero interno si degrada, il manicotto tubolare diventa più sottile e si allunga in risposta alla crescita dei tessuti nativi”.
Per creare il nucleo degradante, il team di Karp ha utilizzato un polimero extra-rigido e biocompatibile che inizia a erodere la sua superficie dopo l’impianto. Il polimero stesso è fatto di componenti già esistenti nel corpo umano.
“Regolando la composizione del polimero, possiamo sintonizzare il nucleo a degradarsi prevedibilmente in una quantità prefissata di tempo”, spiega Karp, autore co-senior dello studio.
Sulla base dei dati promettenti sperimentali in vivo presentati dal team di Del Nido e del gruppo di Karp, la società di dispositivi biomedica CryoLife Inc., sta già sviluppando un impianto per la riparazione della valvola cardiaca pediatrica.
“Questo concetto di implantologia a due parti potrebbe avere molte applicazioni mediche oltre le più evidenti, per migliorare la chirurgia valvolare cardiaca nei bambini”, afferma Del Nido.
“Abbiamo risolto il problema di alloggio e della crescita di un impianto, con un concetto già esistente in natura: il polipo ha una speciale capacità di allungare le armi o tentacoli in fessure confinate e spazi tra le rocce, alla ricerca della sua preda”, afferma Yuhan Lee, primo autore dello studio e ricercatore di materiali presso la BWH. “Può farlo grazie a dei singoli fili di fibra di tessuto connettivo, che permettono l’allungamento simultaneo e la contrazione dei tentacoli, consentendo di estendere la sua portata due o tre volte al di là della lunghezza del braccio originale”.
Questo tipo di movimento allungato si trova anche nella struttura tissutale naturale degli intestini dei mammiferi e dell’esofago.
“Questo concetto potrebbe essere adattato a molteplici applicazioni cliniche differenti, con un potenziale stimolante per essere convertito in una struttura attiva, piuttosto che una struttura allungata, che potrebbe agire come una impalcatura tissutale che favorisce la crescita”, spiega Feins.
Fonte: Nature
