GUARIRE PIÙ RAPIDAMENTE CON L’ELETTRICITÀ

L’elettricità aiuta il battito cardiaco, i muscoli si contraggono e il corpo comunica con il cervello.

Ora gli scienziati usano sempre più l’elettricità per favorire la guarigione. A differenza delle invenzioni meno recenti che erano spesso piuttosto voluminose, i nuovi dispositivi “elettroceutici” sono più facili da indossare e alcuni possono persino biodegradarsi all’interno del corpo. Di seguito si illustrano alcuni progetti che un giorno potrebbero aiutare i pazienti in fase di recupero.

Bendaggio elettrico

Il corpo genera naturalmente campi elettrici durante la fase di guarigione.

In presenza di una ferita, le cellule spingono gli ioni attraverso le loro membrane per generare un campo elettrico che aiuta le cellule ad allinearsi e crescere nella direzione della ferita, afferma lo scienziato dei materiali Xudong Wang dell’Università del Wisconsin-Madison.

Sulla base di questo principio, Wang ed i suoi colleghi hanno sviluppato una benda che converte l’energia meccanica emessa dai movimenti del corpo di un paziente in elettricità, cercando di applicare campi elettrici al fine di imitare ciò che fa la natura. In particolare, la benda si basa sul fenomeno noto come triboelettricità, la causa più comune di elettricità statica. Quando due sostanze si toccano ripetutamente e poi si separano, la superficie di un materiale può rubare elettroni dall’altro, motivo per cui strofinando i piedi su un tappeto si accumula carica elettrica.

La benda consiste in una striscia di Teflon che scorre avanti e indietro su uno strato di plastica rivestito di rame. Quando sono avvolte attorno al torso di ratti, le bende generano impulsi elettrici ogni volta che i roditori respirano e questo porta ad una riduzione del tempo impiegato per curare un’incisione a soli 3 giorni, rispetto a un massimo di 12 giorni per il normale processo di guarigione.

Gli scienziati sanno da anni che l’elettricità potrebbe aiutare a riparare la pelle, ma la maggior parte dei dispositivi di elettroterapia oggi gestisce shock intensi. Wang afferma che gli impulsi più delicati del nuovo bendaggio hanno ridotto la produzione di specie reattive dell’ossigeno – sostanze chimiche che potrebbero potenzialmente danneggiare i tessuti – di quasi un fattore cinque.

Le bende sono realizzate con materiali relativamente comuni e sono semplici da fabbricare, facendo quindi intendere che non dovrebbero costare molto più di una normale benda. Gli scienziati hanno ora in programma di testare i loro dispositivi sulla pelle di maiale, che imita più da vicino il tessuto umano.

Impianto biodegradabile

La ricerca ha scoperto che i campi elettrici possono accelerare la riparazione dei nervi danneggiati, probabilmente innescando il rilascio di sostanze chimiche che rigenerano i nervi da parte dei neuroni e delle cellule vicine. Tuttavia, tale terapia viene attualmente applicata solo durante l’intervento chirurgico, afferma lo scienziato dei materiali John Rogers della Northwestern University, a Evanston, Illinois. Ora Rogers e i suoi colleghi hanno sviluppato un impianto biodegradabile che può continuamente fornire impulsi elettrici ai nervi e si danneggia autonomamente quando non è più necessario. Il dispositivo è grosso circa quanto una piccola moneta ed è spesso quanto un foglio di carta ed è abbastanza flessibile da avvolgere un nervo ferito. È alimentato e controllato in modalità wireless da un trasmettitore esterno al corpo e può stimolare elettricamente un nervo per circa due settimane prima che il corpo lo assorba.

Negli esperimenti con i ratti che hanno subito lesioni ai nervi sciatici, che controllano i muscoli posteriori della coscia e i muscoli della parte inferiore delle gambe e dei piedi, questi dispositivi hanno fornito 1 ora di stimolazione elettrica al giorno per uno, tre o sei giorni. Gli scienziati hanno monitorato i ratti per 10 settimane ed hanno scoperto che maggiore è la stimolazione ricevuta dai ratti, più rapidamente e accuratamente i roditori recuperavano la segnalazione nervosa e la forza muscolare. Inoltre i ricercatori non hanno notato effetti collaterali negativi derivanti dalla presenza ed uso dispositivo nonché dal suo assorbimento.

Come passo successivo, gli scienziati hanno ora in programma di testare i loro impianti su animali più grandi in previsione di test futuri sugli umani.

Si vuole inoltre valutare se la stimolazione di un nervo ferito per periodi di tempo più lunghi possa offrire ancora più benefici.

Sconfiggere i batteri

Circa l’80% di tutte le infezioni delle ferite coinvolge microbi che costruiscono delle vere e proprie fortezze conosciute come biofilm per proteggere i germi dagli antibiotici e dai difensori naturali del corpo.

Le bende elettriche potrebbero essere in grado di combattere le infezioni da biofilm, ha detto Chandan Sen, che ha sviluppato una di queste bende quando era direttore del centro di medicina rigenerativa e terapie cellulari dell’Ohio State University.

In precedenza gli scienziati avevano provato a prevenire i biofilm con i farmaci, ma i batteri si evolvono rapidamente per resistere a tali farmaci.

Sen e i suoi colleghi hanno notato che i batteri fanno molto affidamento sulle cariche elettriche per attaccarsi alle superfici e comunicare. In particolare, i batteri hanno un ecosistema elettrico che, se viene perturbato, toglie loro la capacità di aderire e comunicare tra loro.

Il team di Sen ha sviluppato bende che hanno argento e zinco stampati su di esse e generano un debole campo elettrico quando inumidito con fluidi corporei come sudore o sangue. Negli esperimenti su maiali con ferite da ustioni, le bende hanno impedito la formazione di biofilm quando applicate entro 2 ore dopo che gli scienziati hanno infettato le ustioni con batteri. Le bende potrebbero anche interrompere i biofilm che si erano già formati sette giorni dopo l’infezione, aiutando i globuli bianchi del maiale ad attaccare le infezioni. Vomaris Innovations, a Tempe, in Arizona, sta commercializzando questa tecnologia. Sen, che detiene una partecipazione nella società, afferma che questa ricerca è anche attualmente in uno studio clinico finanziato dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti sulle vittime di ustioni. Lui e i suoi colleghi stanno studiando indipendentemente se queste bende possono combattere i batteri multiresistenti. Buon futuro a tutti!
NPR Online