Diabete: per le ferite c’è il cerotto “intelligente”, si ispira alle piante carnivore

Un cerotto “intelligente” promette di migliorare il trattamento delle ferite diabetiche. Sviluppato da un team della Hanyang University (Corea), è costituito da microaghi che cambiano forma in modo autonomo, con una precisione guidata dall’intelligenza artificiale, per favorire la chiusura delle lesioni. La tecnologia, spiegano i ricercatori sulle pagine della rivista Advanced Materials, è ispirata ai sofisticati meccanismi di movimento delle piante carnivore.

Pelle e diabete: le lesioni vanno curate subito

Una delle complicanze del diabete è l’insorgere di patologie cutanee e problemi alla pelle, soprattutto agli arti inferiori. L’iperglicemia, infatti, danneggia i vasi sanguigni e favorisce la formazione di placche aterosclerotiche nelle arterie periferiche: il sangue circola meno e la pelle si modifica diventando sottile, traslucida, più soggetta a lesioni e piccole emorragie. Il problema è che queste ferite ci mettono più tempo a ripararsi e di conseguenza cresce di molto il rischio di infezioni e ulcerazioni, che possono diventare molto serie fino a richiedere l’amputazione dell’arto interessato (il famoso piede diabetico). Prendersi cura subito delle lesioni è dunque molto importante, ma non è sempre facile intervenire a causa della fragilità dei tessuti.

Piante carnivore e stampanti 4D

I ricercatori guidati da Hyun-Do Jung, però, oggi offrono un’alternativa alle spesso inefficaci suture e graffette: un cerotto “intelligente”, che reagisce autonomamente all’ambiente, che si ispira alle strategie di Drosera capensis, una pianta carnivora che utilizza movimenti coordinati di ripiegamento per catturare e trattenere le sue prede. Per replicare il comportamento della pianta, gli scienziati hanno stampato in 4D un sistema di microaghi utilizzando polimeri a memoria di forma - tecnologie che permettono agli oggetti di cambiare forma nel tempo in seguito a uno stimolo esterno. In pratica, una volta applicato, il cerotto “sente” il calore del corpo umano e si attiva: i microaghi si agganciano al tessuto e si ripiegano avvicinando i lembi della ferita e accelerandone la guarigione.

L’Intelligenza artificiale guida rigenerazione e azione antibatterica

Il nuovo cerotto, inoltre, ha un comportamento prevedibile perché è stato programmato attraverso un’Intelligenza artificiale (algoritmi di machine learning), cosa che permette anche di regolare la forza e la velocità del movimento degli aghi in base alle necessità cliniche. Non è tutto. Proprio come fa la pianta carnivora a cui si ispira, il dispositivo rilascia sostanze in modo controllato: i microaghi sono rivestiti con nanoparticelle promuovono la rigenerazione cellulare e la formazione di nuovi vasi sanguigni, mentre uno strato sottilissimo di zinco svolge un’azione antibatterica, eliminando i patogeni ed evitando le infezioni croniche che rappresentano una delle maggiori complicazioni per chi soffre di diabete.

Verso i futuri robot medici

Il prodotto non è ancora pronto per la clinica, ma le sperimentazioni preliminari hanno dato risultati promettenti. I test preclinici condotti su modelli animali, infatti, hanno dimostrato che il sistema accelera la guarigione delle ferite, stimolando la produzione di collagene e riducendo l'infiammazione. Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche, secondo i suoi sviluppatori la tecnologia di stampa 4D guidata dall’Ia potrebbe essere adattata per la realizzazione di cerotti, impianti, scaffold e stent intelligenti in grado di interagire con l'ambiente corporeo. A lungo termine, potrebbe anche favorire lo sviluppo di biomateriali di robot medici “morbidi”, di dispositivi di interfaccia con i tessuti biologici, con l’obiettivo di agevolare la guarigione e ridurre ulteriormente le complicanze.