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Un impianto privo di farmaci potrebbe aiutare ad alleviare il dolore da lesioni nervose, mostrano esperimenti sugli animali.Paul Linse/Getty Images
  • I ricercatori hanno creato un dispositivo simile a un elastico che allevia il dolore avvolgendo i nervi e raffreddandoli.
  • Il dispositivo riduce la sensibilità al dolore nei modelli di ratto di lesione del nervo sciatico, offrendo un'alternativa non oppioide per alleviare il dolore.
  • I ricercatori affermano che sono necessarie ulteriori ricerche prima che il dispositivo possa entrare nella sperimentazione umana.

Sebbene gli oppioidi comportino un alto rischio di abuso, a causa della loroalta efficacianel trattamento del dolore, continuano ad essere ampiamente utilizzati.

La ricerca, tuttavia, mostra che il 21-29% dei pazienti a cui sono stati prescritti oppioidi per il dolore cronico ne fa un uso improprio.Nel frattempo, l'uso improprio di oppioidi dopo l'intervento chirurgico si verifica in un massimo di1,8 ogni 1.000persone che hanno subito operazioni di fusione toracica e spinale.

Nel 2021 i Centers for Disease Control and Prevention (CDC) hanno registrato una stima100.306decessi per overdose di droga negli Stati Uniti da aprile 2020 ad aprile 2021, in aumento del 28,5% rispetto all'anno precedente.

Lo sviluppo di nuovi farmaci antidolorifici che non creano dipendenza potrebbe aiutare a frenare l'abuso di oppioidi.

Di recente, i ricercatori hanno sviluppato un piccolo dispositivo implantare biocompatibile che avvolge i nervi e allevia il dolore raffreddandoli.

"Il dispositivo assomiglia fisicamente a un elastico, ma con capacità di raffreddamento di regioni mirate dei nervi periferici per bloccare la propagazione dei segnali del dolore",Dott.Giovanni A.Rogers, professore di scienza dei materiali e ingegneria, ingegneria biomedica e chirurgia neurologica presso la Northwestern University e autore principale dello studio, ha detto a Medical News Today.

"I materiali si riassorbono naturalmente nel corpo dopo un periodo di utilizzo, programmato per affrontare [il] dolore che i pazienti sperimentano durante il recupero da un'operazione chirurgica", ha affermato.

Lo studio appare su Science.

Come funziona il dispositivo

Gli studi indicano che il raffreddamento locale dei nervi periferici a meno di 15 gradi Celsius blocca la segnalazione neurale.Altri studi hanno dimostrato come l'efficacia del raffreddamento dei nervi può essere migliorata come metodo reversibile che potenzialmente non crea dipendenza per alleviare il dolore a lungo termine.

Tuttavia, gli attuali dispositivi per raffreddare i nervi si basano su sistemi rigidi e ingombranti che non sono in grado di fornire un raffreddamento localizzato.

Nello studio attuale, i ricercatori hanno creato un nuovo dispositivo di raffreddamento dei nervi.Simile a un elastico, funziona avvolgendo i singoli nervi per raffreddarli.

Il dispositivo funziona tramite canali microfluidici: uno contenente liquido di raffreddamento noto come perfluoropentano e un altro, azoto secco, un gas inerte.Il raffreddamento avviene quando il liquido e il gas fluiscono in una camera condivisa, dove reagiscono e fanno evaporare il liquido.

Nel frattempo, un minuscolo sensore integrato monitora la temperatura del nervo per assicurarsi che non diventi troppo freddo, il che potrebbe causare danni ai nervi e ai tessuti.

Poiché il dispositivo è costruito con materiali solubili in acqua e biocompatibili, tra cuimagnesioe acetato di cellulosa, una volta non più necessario, si dissolve in modo innocuo nel corpo del paziente, in modo simile ai punti solubili.

Esperimenti con i topi

I ricercatori hanno testato il dispositivo in un modello di ratto che si muove liberamente con lesione del nervo sciatico.

Il raffreddamento dei nervi da 33 gradi a 4 gradi Celsius in un periodo di 15 minuti ha ridotto l'ampiezza del segnale del 77% e rallentato i segnali del 97%.

Sia l'ampiezza che la velocità della segnalazione sono tornate al 97% dei loro valori iniziali dopo il riscaldamento alla temperatura corporea in 3 minuti.

Tre settimane dopo l'impianto, hanno scoperto che il raffreddamento del nervo da 37 gradi a 10 gradi Celsius ha portato a una riduzione di sette volte del punteggio della sensibilità al dolore del ratto.

I ricercatori hanno riportato prove di bioriassorbimento del dispositivo dalle analisi istologiche dopo 1, 2, 3 e 6 mesi dall'impianto.

I ricercatori hanno concluso che il loro dispositivo di raffreddamento del nervo fornisce una base per una classe di sistemi di raffreddamento impiantabili per la gestione del dolore non oppioide.

Notano che potrebbe essere particolarmente utile per il dolore post-operatorio e che i chirurghi potrebbero attaccare il dispositivo ai nervi colpiti durante la procedura.

Implicazioni per la gestione del dolore

Dott.Vafi Salmasi, assistente professore di medicina del dolore presso la Stanford University School of Medicine, che non è stato coinvolto nello studio, ha detto a MNT che la nuova tecnologia presenta quattro notevoli vantaggi che possono "certamente cambiare" il trattamento del dolore post-operatorio:

  • Può essere impiantato durante l'intervento chirurgico senza ulteriori interventi.
  • Ha bisogno di una manutenzione minima o nulla
  • Ha potenzialmente un rischio di infezione molto basso o nullo
  • È bioassorbibile e non deve essere rimosso in seguito.

Dott.Kai Yu, ricercatore senior presso il Dipartimento di ingegneria biomedica della Carnegie Mellon University, che non è stato coinvolto nello studio, ha detto a MNT che il dispositivo e la tecnologia erano promettenti.

"Sulla base di questi dati, questo dispositivo fornisce una soluzione efficace, veloce e precisa per alleviare il dolore locale e su richiesta, che certamente non crea dipendenza e promette di sostituire la terapia postoperatoria con oppioidi in alcuni scenari".
— Dott.Kai Yu

Ha aggiunto che, sebbene sia molto entusiasta del lavoro, la sua applicazione di successo "si basa su una chiara anatomia di nervi isolati che sono responsabili della trasmissione dei segnali di dolore".

Il dispositivo è quindi limitato per il dolore postoperatorio da interventi chirurgici che comportano l'esposizione diretta del nervo.

“È ancora una grande sfida gestire meglio il dolore acuto e cronico che non è locale o non ben definito nel sistema nervoso. Molti tipi di dolore mostrano tali caratteristiche", ha spiegato il dott.Yu.

Dott.Rogers ha notato che mentre gli aspetti ingegneristici del dispositivo sono completi, è ancora nelle prime fasi di sviluppo.

“Ora stiamo concentrando maggiormente la nostra attenzione sugli effetti a lungo termine del raffreddamento sui nervi attraverso ulteriori studi su modelli animali. Speriamo, tra diversi anni, di iniziare le valutazioni sugli esseri umani", ha affermato.

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