San Gallo — Il corpo umano possiede un’affascinante capacità di autoguarigione. Ogni giorno sostituisce milioni di cellule vecchie con nuove. Tuttavia, alcune malattie possono ostacolare questi meccanismi. È il caso del diabete mellito, una patologia che colpisce oltre 500.000 persone solo in Svizzera.
Quando il diabete non viene trattato, o è curato in modo inadeguato, i livelli elevati di zucchero nel sangue danneggiano vasi sanguigni e nervi. La conseguenza è una scarsa circolazione ai piedi. Da qui nasce la sindrome del piede diabetico: persino una piccola pressione dentro la scarpa può provocare ferite. In una persona sana la lesione guarisce in una o due settimane. In chi soffre di diabete può diventare cronica, restando aperta oltre quattro settimane nonostante le cure.
Il trattamento richiede solitamente un team multidisciplinare composto da specialisti in dermatologia, chirurgia e cure infermieristiche. La ferita necessita di un monitoraggio frequente. Le medicazioni vanno cambiate almeno ogni tre giorni, spesso fino a un anno. Le ferite croniche rappresentano così un grave onere economico per il sistema sanitario.
Per ridurre questi costi e alleggerire il carico sui professionisti della salute, i ricercatori dell’Empa stanno studiando metodi innovativi. Il team guidato da Luciano Boesel e Giorgia Giovannini, del laboratorio Biomimetic Membranes and Textiles di San Gallo, ha sviluppato un materiale che rilascia principi attivi in modo controllato se esposto alla luce. L’obiettivo è migliorare l’efficacia delle terapie e ridurne gli effetti collaterali.
Per farlo, i ricercatori hanno caricato nanoparticelle di silice con clorexidina, un disinfettante per ferite ampiamente utilizzato. Hanno poi rivestito le nanoparticelle con un guscio polimerico contenente speciali fotointerruttori molecolari. Se esposti alla luce LED visibile, questi fotointerruttori cambiano struttura. Il rivestimento polimerico si rigonfia e diventa permeabile all’acqua, permettendo alla clorexidina di uscire dal nucleo di silice. Spegnendo la luce, le molecole si contraggono e tornano alla forma originale, di nuovo impermeabile.
«Integrato in un cerotto, questo sistema consente una disinfezione controllata della ferita», spiega Luciano Boesel. «I tempi e le dosi del principio attivo rilasciato possono essere regolati variando la durata o l’intensità dell’esposizione e la lunghezza d’onda della luce».
Il sistema rilascia il farmaco con precisione. Rispetto ad altri cerotti, questo dosaggio accurato riduce il rischio che i batteri sviluppino resistenze. «L’ideale sarebbe combinare questo nuovo sistema con un sensore per ferite che individui continuamente quantità e tipo di batteri presenti», aggiunge Boesel.
Un sensore del genere, sviluppato dall’Empa l’anno scorso, permetterebbe un’ulteriore evoluzione del cerotto. Le nanoparticelle di biossido di silicio possono infatti contenere anche altri agenti terapeutici. Allo stesso tempo, il rivestimento polimerico può essere dotato di fotointerruttori differenti. A seconda della lunghezza d’onda impiegata, si attivano interruttori diversi. La ferita verrebbe così trattata in modo mirato con il principio attivo necessario in quel preciso istante.
«Sarebbe un passo importante verso il trattamento personalizzato delle ferite», sottolinea Boesel, evidenziando come i metodi attuali curino le ferite sempre allo stesso modo, a prescindere dai batteri presenti.
Resta da capire quando il sistema uscirà dai laboratori. Queste ricerche hanno potenzialità enormi ma non sempre tempi brevi. Il prossimo passo sarà l’adattamento alle esigenze cliniche. «Siamo in contatto con diversi ospedali interessati», riferisce Boesel, che cerca ora dottorandi per far progredire il progetto. Seguiranno poi le varie fasi di sperimentazione clinica prima dell’approvazione del dispositivo in Svizzera.
Per i pazienti con piede diabetico ci sarà dunque ancora da aspettare qualche anno. Se l’iter avrà successo, si risparmieranno però numerosi viaggi in ospedale. E il sistema sanitario ringrazierà: anche se la produzione di questi cerotti ad alta tecnologia dovesse costare di più rispetto a quelli tradizionali, i maggiori costi verrebbero ampiamente compensati dalla riduzione del personale necessario.
Il progetto è stato sostenuto dalla Fondazione OPO (progetto “STERILISE”) e dal Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica (FNS).
Redazione innovazione
