Le ferite diabetiche rappresentano una grave minaccia per la salute pubblica, con conseguenze devastanti come amputazioni e costi sanitari elevati. Un team di ricercatori della National University of Singapore (NUS) ha sviluppato due tecnologie innovative basate su microaghi, tra cui i microaghi porosi rivestiti di eparina (HPMN), per accelerare la guarigione di queste ferite croniche e di altre patologie della pelle, come psoriasi e dermatiti. Queste tecnologie promettono di rivoluzionare il trattamento delle ferite, offrendo una cura più efficace e mirata.
Microaghi porosi rivestiti di eparina contro le ferite croniche: una svolta dalla NUS
Per affrontare questa sfida di rilevanza nazionale e globale, i ricercatori della National University of Singapore (NUS) hanno sviluppato due tecnologie innovative basate su microaghi porosi rivestiti di eparina. Queste tecnologie hanno dimostrato efficacia nell’accelerare la guarigione delle ferite diabetiche in modelli preclinici, preservando le funzioni dei fattori di crescita e rimuovendo i composti infiammatori indesiderati.
Le due tecnologie all’avanguardia sono state sviluppate da un team di scienziati guidato dal professore associato Andy Tay del Dipartimento di Ingegneria biomedica della Facoltà di Design e Ingegneria della NUS e dell’Institute for Health Innovation and Technology.
“I fattori di crescita sono essenziali per la guarigione delle ferite, poiché regolano le funzioni cellulari chiave. Tuttavia, nelle ferite diabetiche, questi fattori di crescita vengono rapidamente degradati da enzimi noti come proteasi. Questo rallenta drasticamente il processo di guarigione. Allo stesso tempo, le ferite diabetiche sono caratterizzate da livelli di infiammazione cronicamente elevati”, ha spiegato il professore associato Tay.
Il team di ricerca ha quindi cercato di affrontare questi due problemi utilizzando microaghi per la somministrazione e l’estrazione di composti. Questa tecnologia minimamente invasiva consente di somministrare i composti attivi direttamente nelle ferite senza causare dolore. “I cerotti con microaghi porosi rivestiti di eparina sono materiali eccellenti per la guarigione delle ferite”, ha affermato il professore associato Tay.
I risultati dei due studi correlati, pubblicati su riviste scientifiche, dimostrano il potenziale di questo approccio innovativo nel trattamento di varie patologie della pelle, tra cui la psoriasi e le ferite diabetiche croniche.
I microaghi offrono una serie di vantaggi significativi nel trattamento delle ferite, in particolare quelle diabetiche. La loro precisione consente di somministrare i fattori di crescita direttamente nel tessuto danneggiato, ottimizzando così l’efficacia del trattamento. Inoltre, la capacità di estrarre i composti infiammatori dalla ferita accelera notevolmente il processo di guarigione. L’applicazione di microaghi porosi rivestiti di eparina è minimamente invasiva e indolore, garantendo un maggiore comfort per il paziente. La versatilità di questi dispositivi permette di adattarli per la somministrazione di una vasta gamma di farmaci e composti, rendendoli adatti a diverse patologie della pelle.
Stimolare la guarigione dall’interno
Le ferite diabetiche croniche rappresentano una sfida terapeutica complessa, spesso gravata da complicazioni severe come amputazioni. L’approccio tradizionale, basato sull’applicazione di idrogel per la somministrazione di fattori di crescita, si rivela limitato a causa della rapida degradazione e inattivazione di tali fattori nell’ambiente ricco di proteasi tipico delle ferite croniche. Ciò comporta la necessità di somministrazioni ripetute e ad alte dosi, con conseguenti costi elevati e tempi di trattamento prolungati.
Per superare queste limitazioni, un team di ricerca della National University of Singapore (NUS) ha sviluppato due approcci innovativi basati su microaghi porosi rivestiti di eparina, capaci di agire sia come sistemi di rilascio che di estrazione di composti chiave per la guarigione delle ferite.
Il primo approccio si concentra sull’aumento della produzione endogena di fattori di crescita, anziché sulla loro somministrazione esterna. A tal fine, sono stati sviluppati microaghi di sucralfato (SUC-MN) per veicolare l’interleuchina-4 (IL-4), una proteina immunomodulatrice fondamentale per stimolare la rigenerazione dei tessuti diabetici. L’IL-4 modula la risposta immunitaria e promuove la riparazione tissutale, mentre il sucralfato protegge i fattori di crescita dalla degradazione enzimatica.
I microaghi porosi rivestiti di eparina, dissolvendosi nella ferita, rilasciano IL-4 e sucralfato direttamente nel sito di lesione. Questo sistema di rilascio localizzato minimizza gli effetti collaterali sistemici e previene danni ai tessuti in via di guarigione, associati alle medicazioni adesive tradizionali. Gli studi hanno dimostrato che i SUC-MN accelerano la guarigione delle ferite fino a due volte rispetto ai trattamenti convenzionali.
Il secondo approccio si concentra sull’estrazione di proteine pro-infiammatorie e cellule immunitarie dal sito di lesione. Per questo scopo, sono stati sviluppati microaghi porosi rivestiti di eparina (HPMN), capaci di agire come “spugne” per assorbire le chemiochine, molecole che reclutano e intrappolano i monociti, cellule immunitarie pro-infiammatorie, nei tessuti delle ferite.
L’eparina, nota per la sua capacità di legarsi alle chemiochine, è stata utilizzata come rivestimento per i microaghi. Gli HPMN hanno dimostrato di eliminare efficacemente chemiochine e monociti dal sito di lesione, riducendo l’infiammazione tissutale del 50% e le dimensioni della ferita del 90% entro 14 giorni di trattamento.
Questi risultati promettenti evidenziano il potenziale dei microaghi come strategia innovativa per il trattamento delle ferite diabetiche e di altre patologie infiammatorie della pelle, come la psoriasi. La capacità degli HPMN di rimuovere chemiochine e cellule infiammatorie in profondità nel tessuto cutaneo offre un vantaggio significativo rispetto ai trattamenti tradizionali, che agiscono solo a livello superficiale. Ulteriori studi clinici sono necessari per confermare l’efficacia e la sicurezza di queste tecnologie nell’uomo, aprendo la strada a una cura personalizzata e mirata per le ferite croniche.
Una nuova frontiera nella cura delle ferite e delle malattie della pelle
Lo sviluppo dei microaghi di sucralfato (SUC-MN) e dei microaghi porosi rivestiti di eparina (HPMN) rappresenta un’innovazione significativa nel campo della guarigione delle ferite e della gestione delle malattie della pelle. Queste tecnologie promettono di superare i limiti delle terapie convenzionali, offrendo un approccio più efficace e mirato al trattamento di condizioni complesse come le ferite diabetiche croniche e la psoriasi.
Il team di ricerca della National University of Singapore (NUS), guidato dal professor associato Andy Tay, è determinato a esplorare ulteriormente il potenziale di queste tecnologie e a portarle sul mercato, traducendo i risultati della ricerca in benefici concreti per i pazienti.
In particolare, il team si concentrerà sull’ottimizzazione dei microaghi porosi rivestiti di eparina (HPMN). L’obiettivo è sviluppare microaghi con dimensioni dei pori più controllabili, utilizzando tecnologie all’avanguardia come la stampa 3D. Questa precisione consentirà di regolare con maggiore accuratezza l’assorbimento delle chemiochine e delle cellule immunitarie pro-infiammatorie, migliorando l’efficacia del trattamento.
Inoltre, il team intende integrare proprietà antibatteriche nei microaghi porosi rivestiti di eparina. Le ferite croniche, infatti, sono spesso complicate da infezioni, che rallentano il processo di guarigione e aumentano il rischio di complicanze. L’integrazione di agenti antibatterici nei microaghi consentirà di combattere le infezioni direttamente nel sito della ferita, accelerando la guarigione e riducendo il rischio di complicanze.
Un altro obiettivo del team è lo sviluppo di cerotti flessibili con microaghi. Questi cerotti saranno progettati per adattarsi perfettamente a diverse forme di tessuto, garantendo un contatto ottimale tra i microaghi e la ferita. Questa flessibilità consentirà di trattare ferite in aree difficili da raggiungere e di adattare il trattamento alle esigenze specifiche di ciascun paziente.
“Siamo entusiasti del potenziale impatto della nostra ricerca e non vediamo l’ora di far progredire questa tecnologia verso la traduzione clinica”, ha affermato il professor associato Tay. “I due approcci sviluppati dal nostro team fornirebbero un sollievo tanto necessario ai pazienti con ferite diabetiche, così come a molti pazienti che soffrono di condizioni della pelle come dermatite atopica o psoriasi”.
La capacità dei microaghi porosi rivestiti di eparina di somministrare farmaci e rimuovere composti pro-infiammatori direttamente nel tessuto della ferita rappresenta un vantaggio significativo rispetto alle terapie convenzionali. Questa tecnologia offre la promessa di una cura più efficace, mirata e personalizzata per le ferite croniche e le malattie della pelle, migliorando la qualità della vita di milioni di persone in tutto il mondo.
I due studi sono stati pubblicati sulle riviste Biomaterials e Advanced Functional Materials.