Un minuscolo dispositivo medico iniettabile introduce un nuovo approccio al trattamento del dolore cronico e dei disturbi del movimento

Dispositivi bioelettronici iniettabili

I ricercatori della NYU Abu Dhabi, in collaborazione con la Cleveland Clinic Abu Dhabi, hanno sviluppato un minuscolo dispositivo medico iniettabile che introduce un nuovo approccio al trattamento del dolore cronico e dei disturbi del movimento, controllando l’attività nervosa senza bisogno di interventi chirurgici, batterie o fili, offrendo un modo più semplice e meno invasivo per trattare le patologie neurologiche.

Il dispositivo, delle dimensioni di un piccolo seme, può essere iniettato nel corpo con un ago standard e posizionato in prossimità di un nervo bersaglio. Una volta in posizione, emette segnali elettrici controllati che influenzano il comportamento del nervo. È alimentato in modalità wireless dall’esterno del corpo, consentendo a medici e pazienti di regolarne l’attività in tempo reale.

La ricerca, pubblicata su Science Advances , propone un approccio alternativo che coniuga precisione e minima invasività. Questa nuova tecnologia si affianca alle opzioni terapeutiche esistenti, che possono includere impianti medici o farmaci a seconda delle condizioni e delle esigenze del paziente.

Nuovo trattamento delle patologie nervose

“Questo lavoro rappresenta un cambiamento nel modo in cui concepiamo il trattamento delle patologie nervose“, ha affermato il professor Khalil Ramadi, professore associato di bioingegneria presso la NYU Abu Dhabi e la NYU Tandon, nonché autore senior dello studio.

“Creando un dispositivo che può essere iniettato anziché impiantato chirurgicamente, rendiamo queste terapie più semplici, sicure e accessibili, pur mantenendo un controllo preciso sull’attività nervosa.”

Il dispositivo può essere tracciato utilizzando tecniche di diagnostica per immagini standard, come ecografie e TAC, consentendo un posizionamento e un monitoraggio precisi. Una volta impiantato, eroga una stimolazione elettrica programmabile, permettendo trattamenti personalizzati in base alle esigenze del paziente.

“Questa collaborazione con la NYU Abu Dhabi riflette il nostro impegno a promuovere una ricerca innovativa e clinicamente rilevante che si traduca in miglioramenti significativi nella cura dei pazienti”, ha affermato la dottoressa Sawsan Abdel-Razig, responsabile accademica della Cleveland Clinic Abu Dhabi.

“Riunendo competenze multidisciplinari, questo lavoro evidenzia come le collaborazioni accademiche possano accelerare lo sviluppo di terapie più sicure e meno invasive, ampliando al contempo l’accesso dei pazienti a trattamenti avanzati.”

Controllo preciso sulla stimolazione nervosa

Nei test di laboratorio e preclinici , il dispositivo ha dimostrato un controllo preciso sulla stimolazione nervosa e prestazioni costanti in condizioni realistiche. Ha inoltre attivato con successo i nervi in ​​vivo, confermando il suo potenziale per applicazioni nel mondo reale.

“Questa tecnologia ha il potenziale per colmare il divario tra le terapie non invasive e gli impianti tradizionali”, ha affermato il dottor Mohamed Elsherif, ricercatore associato presso la NYU Abu Dhabi e primo autore dello studio. “Apre la strada a trattamenti efficaci e facili da somministrare, che potrebbero migliorare significativamente l’assistenza ai pazienti.”

Riducendo la necessità di interventi chirurgici invasivi e semplificando la somministrazione di terapie avanzate, il dispositivo potrebbe rendere il trattamento più accessibile, diminuendo al contempo i rischi e i tempi di recupero.

Astratto

I dispositivi bioelettronici iniettabili offrono un approccio minimamente invasivo alla stimolazione dei nervi periferici, ma rimangono limitati dall’accumulo di energia integrato e dalla fragilità dei cavi. In questo articolo presentiamo SEED, un’interfaccia bioelettronica senza fili e senza batteria, progettata per la somministrazione percutanea tramite un ago standard da 14 gauge. SEED (Stimulating Electrode for Electroceutical Delivery) opera in regime magnetoquasistatico utilizzando un accoppiamento induttivo risonante a bassa frequenza (65 kilohertz), esternalizzando la generazione e il controllo della forma d’onda e consentendo una neuromodulazione programmabile senza componenti elettronici attivi integrati. La geometria dell’elettrodo a spirale-elica favorisce il coinvolgimento longitudinale del nervo, limitando al contempo la diffusione del campo elettrico al di fuori del bersaglio. La caratterizzazione in laboratorio ed ex vivo dimostra un controllo preciso e programmabile della frequenza di stimolazione, della larghezza dell’impulso e dell’ampiezza in condizioni fisiologicamente rilevanti. La validazione in vivo su un modello di nervo sciatico di ratto conferma risposte motorie sincronizzate con la frequenza e un reclutamento neurale graduale a seguito dell’impianto percutaneo. SEED presenta una forte radiopacità e un elevato contrasto acustico, che ne garantiscono la compatibilità con gli ultrasuoni e la tomografia computerizzata per la neuromodulazione guidata dalle immagini. Questa piattaforma offre un percorso scalabile verso terapie bioelettroniche minimamente invasive.

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