Immaginate una protesi che non debba essere semplicemente "comandata", ma che possa dialogare in modo più diretto con il sistema nervoso. È questa la prospettiva aperta da una nuova ricerca italiana, nella quale muscoli ottenuti attraverso l'ingegneria tissutale vengono utilizzati come ponte tra i nervi residui e una protesi artificiale. La tecnologia è ancora in fase sperimentale ed è stata testata sugli animali, ma i primi risultati indicano una possibile strada per sviluppare sistemi protesici capaci di ricevere segnali nervosi più facilmente interpretabili e trasformarli in movimenti più naturali.
Un "ponte" tra nervi e protesi -
L'idea parte da un problema centrale delle protesi avanzate: come intercettare nel modo più efficace possibile i segnali provenienti dal sistema nervoso residuo dopo un’amputazione. Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Bioactive Materials, è stato realizzato da un gruppo di ricerca italiano coordinato da Leonardo Ricotti della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa, con la collaborazione dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Pontedera, dell'Istituto Ortopedico Rizzoli di Bologna e del Centro Protesi Inail di Vigorso di Budrio. I ricercatori hanno quindi sviluppato un tessuto muscolare in laboratorio destinato a essere collegato chirurgicamente al nervo rimasto. Il muscolo può funzionare come una sorta di interfaccia biologica, capace di trasformare l'attività nervosa in segnali che possono essere rilevati e utilizzati per il controllo della protesi.
Come sono stati creati i muscoli ingegnerizzati? -
Per realizzare il tessuto, il team ha utilizzato mioblasti, cellule progenitrici dalle quali si sviluppano le cellule muscolari, combinandoli con biomateriali progettati per favorire la crescita e la maturazione del tessuto. Nei test condotti sui ratti, l'impianto è stato collegato al nervo residuo attraverso un intervento chirurgico. I ricercatori hanno osservato la formazione di una connessione funzionale tra il tessuto nervoso e quello muscolare. Il passaggio è particolarmente importante, perché il muscolo ingegnerizzato può diventare un elemento intermedio nella comunicazione tra il sistema nervoso e il dispositivo protesico.
Gli ultrasuoni per stimolare il tessuto -
Un altro elemento della ricerca riguarda l'utilizzo degli ultrasuoni pulsati, applicati dall'esterno senza la necessità di un nuovo intervento invasivo. All'interno del biomateriale sono state inserite particelle piezoelettriche, cioè materiali in grado di produrre segnali elettrici quando vengono sottoposti a una sollecitazione meccanica. Gli ultrasuoni possono quindi stimolare queste particelle e generare una risposta elettrica locale. Secondo i risultati dello studio, questa strategia ha contribuito sia alla maturazione del tessuto muscolare sia ai processi di rigenerazione nervosa osservati negli animali.
Dalla ricerca alla protesica del futuro -
Il punto di forza dell'approccio consiste nell'unire ingegneria tissutale, biomateriali e tecnologie protesiche all'interno di un'unica interfaccia. L'obiettivo finale è rendere più efficiente la comunicazione tra ciò che rimane del sistema nervoso dopo un'amputazione e una protesi artificiale. Se questa strada si dimostrasse applicabile anche all'uomo, potrebbe contribuire allo sviluppo di dispositivi capaci di interpretare meglio i segnali prodotti dal paziente e offrire un controllo più intuitivo dell'arto artificiale.