Quando una persona si procura una ferita, l’obiettivo è sempre quello di chiuderla il più rapidamente possibile. Altrimenti, una ferita aperta è suscettibile di infezione. Questo è particolarmente vero per i gruppi a rischio. Nelle persone con diabete, la guarigione delle ferite è spesso meno efficace e le infezioni sono più difficili da trattare e più pericolose. Per queste persone c’è un grande bisogno di soluzioni economiche che funzionino davvero.
Una nuova medicazione guarisce le ulcere diabetiche il 30% più velocemente
Le ulcere diabetiche sono più comuni di quanto si possa pensare: il 15% di tutti i diabetici sviluppa ferite croniche e, in ultima analisi, ulcere. Tra tutte le persone con ferite croniche, le ulcere si sviluppano in circa 1,5 milioni di casi. Ciò contribuisce ad aumentare di 15 volte il rischio di dover asportare una parte del corpo nei diabetici. Poiché il diabete può causare danni ai nervi che portano all’intorpidimento, le persone con diabete possono soffrire di una semplice vescica o di un piccolo graffio che passa inosservato e non viene trattato. Poiché i livelli elevati di glucosio ispessiscono anche le pareti dei capillari, la circolazione sanguigna rallenta, rendendo più difficile la guarigione di queste ferite.
I ricercatori della Northwestern University volevano scoprire se la terapia di stimolazione elettrica potesse aiutare a chiudere queste ferite ostinate. I ricercatori hanno sviluppato un bendaggio piccolo, flessibile ed elastico che accelera la guarigione erogando l’elettroterapia direttamente al sito della ferita. Inoltre, il bendaggio monitora attivamente il processo di guarigione e si dissolve in modo innocuo nel corpo – elettrodi e tutto il resto – quando non è più necessario. In uno studio su animali, il nuovo bendaggio ha guarito le ulcere diabetiche il 30% più velocemente rispetto ai topi senza bendaggio. Il nuovo dispositivo potrebbe essere un potente strumento per i pazienti affetti da diabete, le cui ulcere possono portare a varie complicazioni, tra cui l’amputazione degli arti o addirittura la morte. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Science Advances.
Il processo di guarigione può essere monitorato meglio
Il bendaggio è il primo bendaggio bioriassorbibile in grado di fornire elettroterapia e il primo esempio di sistema rigenerativo intelligente. Secondo i ricercatori, la nuova medicazione è economica, facile da applicare, adattabile, confortevole ed efficiente nel chiudere le ferite per prevenire infezioni e ulteriori complicazioni. Sebbene si tratti di un dispositivo elettronico, i componenti attivi associati al letto della ferita sono completamente assorbibili. I materiali scompaiono naturalmente una volta completato il processo di guarigione, evitando qualsiasi danno al tessuto che potrebbe altrimenti essere causato dall’estrazione fisica. Secondo i ricercatori, le lesioni possono interrompere i normali segnali elettrici del corpo. Applicando una stimolazione elettrica, i normali segnali del corpo vengono ripristinati e le nuove cellule sono attratte a migrare verso il letto della ferita.
I ricercatori e i loro team hanno sviluppato un piccolo bendaggio flessibile che avvolge delicatamente il sito della ferita. Un lato del sistema rigenerativo intelligente contiene due elettrodi: un piccolo elettrodo a forma di fiore che si trova direttamente sul letto della ferita e un elettrodo a forma di anello che si trova sul tessuto sano e circonda l’intera ferita. L’altro lato del dispositivo contiene una bobina di raccolta dell’energia per alimentare il sistema e un sistema di comunicazione in campo vicino (NFC) per trasmettere in modalità wireless i dati in tempo reale. Il team ha anche incorporato dei sensori in grado di valutare il grado di guarigione della ferita. Misurando la resistenza della corrente elettrica attraverso la ferita, i medici possono monitorare i progressi. Una diminuzione graduale della misurazione della corrente è direttamente correlata al processo di guarigione. Se la corrente rimane alta, i medici sanno che qualcosa non va.
In un piccolo studio su modello animale, i ricercatori hanno applicato la stimolazione elettrica per soli 30 minuti al giorno. Anche questo breve tempo ha accelerato la chiusura della ferita del 30%. Una volta che la ferita è guarita, l’elettrodo a forma di fiore si dissolve semplicemente nel corpo e non deve essere rimosso. Il team ha realizzato gli elettrodi con un metallo chiamato molibdeno, ampiamente utilizzato nelle applicazioni elettroniche e dei semiconduttori. Hanno scoperto che se il molibdeno è abbastanza sottile, può essere biodegradato. Inoltre, non interferisce con il processo di guarigione. Il team ha in programma di testare la medicazione per le ulcere diabetiche in un modello animale più grande. Poi si vuole testare sull’uomo.
Guarigione più lenta nelle ustioni
I biologi cellulari distinguono quattro fasi di guarigione della ferita: emostasi, infiammazione, formazione di nuovo tessuto e rafforzamento del tessuto. Durante la fase di infiammazione e formazione, le cellule immunitarie dovrebbero rimuovere i batteri e le cellule morte dalla ferita. Inoltre, attivano i fibroblasti e i vasi sanguigni per iniziare il processo di riparazione. Queste cellule del tessuto connettivo hanno un sistema di cronometraggio circadiano che conferisce alle loro funzioni biologiche un ritmo di circa 24 ore. Per questo motivo, la ricerca dimostra che la tempistica, in particolare, può essere essenziale per la cura della salute. A seconda della lesione, l’estensione e la durata delle quattro fasi possono variare notevolmente a seconda del tipo di ferita. I tagli, essendo ben irrorati di sangue, tendono a guarire efficacemente. Nelle ustioni, invece, i vasi sanguigni vengono cancellati, impedendo al sangue di entrare nel letto della ferita e rallentando il processo di guarigione.
I ricercatori dell’Università di Boston e dell’Università di Harvard hanno sviluppato un modello biomimetico per studiare la guarigione delle ferite in caso di ustioni e tagli. Hanno scoperto che i fibroblasti – normalmente considerati come cellule costruttrici che danno forma e forza a tessuti e organi – rimuovono il tessuto danneggiato prima di depositare nuovo materiale. Questa parte del processo di guarigione è più lenta nelle ferite da ustione, dove sono presenti più danni ai tessuti. Per studiare come il tipo di lesione influisca sul tasso di guarigione delle ferite, il team ha progettato un sistema modello in vitro di fibroblasti incorporati in un idrogel di collagene. In questo microtessuto sono state create ferite utilizzando un coltello da microdissezione per simulare una lesione o un laser ad alta energia per simulare un’ustione. Sebbene entrambi i tipi di ferita avessero le stesse dimensioni, l’ablazione laser ha causato più morte cellulare e danni ai tessuti ai bordi della ferita rispetto alle ferite da coltello.
Sulla base di questi risultati, le terapie che promuovono la guarigione delle ferite potrebbero accelerare la guarigione. I globuli bianchi geneticamente modificati, progettati per rimuovere i tessuti morti, potrebbero essere particolarmente utili per raggiungere gli organi e i tessuti feriti in profondità.