Elettrostimolatore impiantato nel corpo fa ricrescere ossa e poi scompare

Il dispositivo creato dal professor Xudong Wange e dal suo team � piccolo e sottile e pu� autoalimentarsi una volta all'interno del corpo (credito: Jason Daley, Universit� del Wisconsin a Madison)

Un dispositivo che si inserisce all’interno del corpo vicino alle ossa e le stimola elettricamente per farle ricrescere più in fretta è stato di sviluppato da Xudong Wang, un professore di scienza dei materiali dell’Università del Wisconsin a Madison, un esperto per quanto riguarda dispositivi medici piccoli e sottili. Si tratta di una sorta di rivoluzione nel campo in quanto il dispositivo non ha bisogno di alcun altro dispositivo esterno e si alimenta tramite il movimento del corpo.

Dispositivo sottile, autoalimentato e bioriassorbibile

Il dispositivo è sottile e flessibile nonché autoalimentato e bioriassorbibile. Di solito dispositivi del genere, che stimolano elettricamente le ossa per farle crescere più in fretta, richiedono un’operazione chirurgica per essere impiantati ed elettrodi alimentati tramite fonte esterna. Il dispositivo creato da Wang si alimenta invece da solo e, una volta compiuto il suo compito, si dissolve all’interno del corpo.

Piccole scariche elettriche promuovono crescita dell’osso

Il dispositivo, descritto in dettaglio in uno studio pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences, produce piccolissime quantità di elettricità per stimolare elettricamente l’osso. Quest’ultimo infatti è un materiale piezoelettrico, sensibile alle scariche elettriche che possono promuoverne la crescita e dunque la guarigione.

Nanogeneratore triboelettrico per alimentare dispositivo

La difficoltà principale che lo scienziato ha dovuto superare sta proprio nell’alimentazione dispositivo. Per renderlo completamente autonomo e non dipendente da altri dispositivi di alimentazione esterni, il ricercatore ha fatto ricorso ad un nanogeneratore triboelettrico. Si tratta di una pellicola sottilissima che riesce a convertire l’energia meccanica, dunque quella del movimento dello stesso corpo, in energia elettrica. Questo nanogeneratore è stato poi accoppiato agli elettrodi i quali distribuiscono l’energia elettrica generata sull’osso da far ricrescere.
Tutti i componenti sono biodegradabili e bioriassorbibili e sono impiantati sono substrato di acido poli(lattico-co-glicolico). Quest’ultimo è un polimero biocompatibile tra l’altro approvato dalla stessa FDA per l’utilizzo nei componenti biomedici.

È già stato testato sui topi

Il dispositivo è già stato testato sui topi che hanno mostrato di potersi riprendere dalla frattura della tibia in un periodo di circa sei settimane, dunque molto più velocemente dei topi del gruppo di controllo. La guarigione prevedeva il ritorno allo stesso livello di densità minerale e di resistenza alla pressione delle ossa prima della rottura.
Dopo la guarigione dell’osso, gli stessi dispositivi si dissolvevano nel corpo dei topi e dunque non c’era bisogno di nessun intervento esterno, ad esempio di tipo chirurgico.

Potrebbe funzionare anche negli esseri umani

Secondo lo scienziato questo dispositivo può agire all’interno del corpo per settimane o finanche per mesi e, con alcune modifiche, potrebbe funzionare anche negli esseri umani. Questo dispositivo negli umani potrebbe ricavare l’energia elettrica da altre fonti di movimento, oltre che da quello del corpo che, tuttavia, in un soggetto con ossa rotte potrebbe comunque risultare molto limitato. Lo scienziato immagina, infatti, un dispositivo possa ricavare energia, per esempio, dai cambiamenti della pressione sanguigna.

Note e approfondimenti

  1. Self-powered implantable device stimulates fast bone healing, then disappears without a trace (IA)

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