Un nuovo dispositivo biologico potrebbe migliorare il rapporto tra il sistema nervoso residuo delle persone con amputazione e gli arti artificiali. Il risultato arriva da uno studio coordinato dalla Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa insieme al Centro Protesi INAIL, all’Istituto Ortopedico Rizzoli e all’Istituto Italiano di Tecnologia. La ricerca, pubblicata sulla rivista internazionale Bioactive Materials, riguarda una interfaccia neurale periferica rigenerativa, indicata con l’acronimo RPNI.
Il costrutto muscolare
Il gruppo di lavoro ha sviluppato un costrutto muscolare ingegnerizzato combinando mioblasti, cioè cellule precursori del tessuto muscolare, e biomateriali innovativi. Il neo-muscolo è stato poi collegato chirurgicamente a un nervo periferico all’interno di un modello preclinico di danno neurale. L’obiettivo era creare una connessione funzionale tra tessuto nervoso e tessuto muscolare, capace di raccogliere e amplificare i segnali generati dal sistema nervoso residuo.
Nel costrutto sono state integrate particelle piezoelettriche, materiali in grado di produrre segnali elettrici quando vengono sottoposti a stimoli meccanici. La maturazione del tessuto e l’integrazione con il nervo sono state sostenute attraverso ultrasuoni pulsati, una tecnica non invasiva già utilizzata in diversi ambiti biomedicali e applicata in questo caso alla medicina rigenerativa. Secondo i ricercatori, la combinazione tra biomateriali e stimolazione esterna può favorire sia lo sviluppo del tessuto muscolare sia la rigenerazione nervosa.
Verso la bionica degli arti
Lo studio presenta due elementi di novità. Da un lato, descrive la realizzazione, tramite ingegneria tissutale, di una interfaccia neurale periferica rigenerativa successivamente impiantata e connessa a un nervo periferico. Dall’altro, indica un possibile ruolo delle particelle piezoelettriche e degli ultrasuoni nel sostenere la formazione di una connessione tra nervi e muscoli.
La prospettiva indicata dal team è lo sviluppo di protesi bioniche con più gradi di libertà e controllabili in modo più naturale dalle persone con amputazione. Una rete di interfacce rigenerative potrebbe funzionare da collegamento stabile tra il sistema nervoso e il dispositivo artificiale, mentre i costrutti muscolari potrebbero amplificare i segnali nervosi utili a eseguire movimenti complessi.
Il passaggio successivo consisterà nel verificare la trasferibilità della tecnologia dalla fase sperimentale alla pratica clinica. I ricercatori sottolineano che la ricostruzione bionica degli arti richiede l’integrazione di chirurgia, neuroingegneria e protesica avanzata. Il lavoro coinvolge competenze diverse, dalla medicina rigenerativa alla caratterizzazione dei materiali, e si inserisce nel percorso di sviluppo di nuove soluzioni per migliorare il controllo degli arti artificiali.
