Le ferite croniche sono un grave problema di salute per i pazienti diabetici e gli anziani e in casi estremi possono persino portare all’amputazione. Utilizzando la stimolazione elettrica, i ricercatori di un progetto presso la Chalmers University of Technology, in Svezia, e l’Università di Friburgo, in Germania, hanno sviluppato un metodo che accelera il processo di guarigione, facendo guarire le ferite tre volte più velocemente.
C’è un vecchio detto svedese che dice che non bisogna mai trascurare una piccola ferita o un amico bisognoso. Per la maggior parte delle persone, una piccola ferita non porta a gravi complicazioni, ma molte diagnosi comuni rendono la guarigione della ferita molto più difficile. Le persone con diabete, lesioni spinali o cattiva circolazione sanguigna hanno una ridotta capacità di guarigione delle ferite. Ciò significa un maggior rischio di infezione e ferite croniche, che a lungo andare possono portare a conseguenze gravi come l’amputazione.
Ora un gruppo di ricercatori di Chalmers e dell’Università di Friburgo ha sviluppato un metodo che utilizza la stimolazione elettrica per accelerare il processo di guarigione.
“Le ferite croniche sono un enorme problema sociale di cui non sentiamo molto parlare. La nostra scoperta di un metodo che può guarire le ferite fino a tre volte più velocemente può essere un punto di svolta per i diabetici e gli anziani, tra gli altri, che spesso soffrono molto per le ferite che non guariscono”, afferma Maria Asplund, Professore Associato di Bioelettronica presso Chalmers University of Technology e capo della ricerca sul progetto.
Al progetto sono stati recentemente concessi maggiori finanziamenti in modo che la ricerca possa avvicinarsi di più al mercato e al beneficio dei pazienti.
CREDITO
Hassan A.Tahini
Guida elettrica delle cellule per una guarigione più rapida
I ricercatori hanno lavorato a partire da una vecchia ipotesi secondo cui la stimolazione elettrica della pelle danneggiata può essere utilizzata per guarire le ferite. L’idea è che le cellule della pelle siano elettrotattiche, il che significa che “migrano” direzionalmente nei campi elettrici. Ciò significa che se un campo elettrico viene posto in una capsula di Petri con cellule della pelle, le cellule smettono di muoversi in modo casuale e iniziano a muoversi nella stessa direzione. I ricercatori hanno studiato come questo principio può essere utilizzato per guidare elettricamente le cellule al fine di far guarire le ferite più velocemente. Utilizzando un minuscolo chip ingegnerizzato, i ricercatori sono stati in grado di confrontare la guarigione della ferita nella pelle artificiale, stimolando una ferita con l’elettricità e lasciandola guarire senza elettricità. Le differenze erano sorprendenti.
“Siamo stati in grado di dimostrare che la vecchia ipotesi sulla stimolazione elettrica può essere utilizzata per far guarire le ferite molto più velocemente. Per studiare esattamente come funziona per le ferite, abbiamo sviluppato una sorta di biochip su cui abbiamo coltivato le cellule della pelle, in cui poi abbiamo praticato piccole ferite. Quindi abbiamo stimolato una ferita con un campo elettrico, che ha chiaramente portato a guarire tre volte veloce come la ferita che è guarita senza stimolazione elettrica”, dice Maria Asplund.
Speranza per i pazienti diabetici
Nello studio , i ricercatori si sono anche concentrati sulla guarigione delle ferite in relazione al diabete, un problema di salute in crescita in tutto il mondo. Un adulto su 11 oggi ha una qualche forma di diabete secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) e la Federazione Internazionale del Diabete.
“Abbiamo esaminato i modelli di ferite del diabete e verificato se il nostro metodo potesse essere efficace anche in quei casi. Abbiamo visto che quando imitiamo il diabete nelle cellule, le ferite sul chip guariscono molto lentamente. Tuttavia, con la stimolazione elettrica possiamo aumentare la velocità di guarigione in modo che le cellule colpite dal diabete corrispondano quasi alle cellule della pelle sane», afferma Asplund.
Trattamento individualizzato il passo successivo
I ricercatori di Chalmers hanno recentemente ricevuto una cospicua sovvenzione che consentirà loro di continuare la loro ricerca sul campo e, a lungo termine, consentire lo sviluppo di prodotti per la guarigione delle ferite per i consumatori sul mercato. Prodotti simili sono già usciti, ma è necessaria una ricerca di base più approfondita per sviluppare prodotti efficaci che generino un’intensità di campo elettrico sufficiente e stimolino nel modo giusto per ogni individuo. È qui che entrano in scena Asplund e i suoi colleghi:
“Ora stiamo osservando come le diverse cellule della pelle interagiscono durante la stimolazione, per fare un passo avanti verso una ferita realistica. Vogliamo sviluppare un concetto per poter “scansionare” le ferite e adattare la stimolazione in base alla singola lesione. Siamo convinti che questa sia la chiave per aiutare efficacemente le persone con ferite a guarigione lenta in futuro”, afferma Asplund.
Maggiori informazioni sullo studio:
- “Guarigione della ferita microfluidica bioelettronica: una piattaforma per studiare la stimolazione a corrente continua di collettivi cellulari feriti” è stata pubblicata sulla rivista Lab on a Chip . L’articolo è stato scritto da Sebastian Shaner, Anna Savelyeva, Anja Kvartuh, Nicole Jedrusik, Lukas Matter, José Leal e Maria Asplund. I ricercatori lavorano presso l’Università di Friburgo in Germania e la Chalmers University of Technology.
- Nel loro studio, i ricercatori hanno dimostrato che la guarigione delle ferite sulla pelle artificiale stimolata con corrente elettrica era tre volte più veloce rispetto alla pelle che guariva naturalmente. Il campo elettrico era basso, circa 200 mV/mm, e non ha avuto un impatto negativo sulle celle.
- Il metodo messo a punto dai ricercatori si basa su un biochip microfluidico sul quale è possibile far crescere la pelle artificiale, stimolarla con una corrente elettrica e studiarla in maniera efficace e controllata. Il concetto consente ai ricercatori di condurre più esperimenti in parallelo sullo stesso chip.
- Il progetto di ricerca è iniziato nel 2018 ed è finanziato dal Consiglio europeo della ricerca (ERC). Al progetto sono stati recentemente concessi maggiori finanziamenti in modo che la ricerca possa avvicinarsi di più al mercato e al beneficio dei pazienti.
Per ulteriori informazioni, si prega di contattare:
Maria Asplund, Professore Associato di Bioelettronica, Dipartimento di Microtecnologia e Nanoscienze presso la Chalmers University of Technology, Svezia
maria.asplund@chalmers.se +46 31 772 41 14
Sebastian Shaner, PhD Candidate, Dipartimento di Ingegneria dei Microsistemi presso l’Università di Friburgo, Germania sebastian.shaner@blbt.uni-freiburg.de