Una nuova tecnologia potrebbe rivoluzionare la chirurgia vascolare d’urgenza e il trattamento delle malattie cardiovascolari
Produrre un innesto vascolare sintetico su misura in pochi minuti, direttamente durante un intervento chirurgico. È questa la prospettiva aperta da una ricerca della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), pubblicata sulla rivista Advanced Materials, che presenta una piattaforma capace di realizzare protesi vascolari personalizzate direttamente in sala operatoria. L’innovazione potrebbe migliorare significativamente il trattamento delle lesioni vascolari traumatiche e di numerose patologie cardiovascolari, riducendo i tempi di intervento e aumentando le possibilità di successo clinico.
Il limite degli attuali innesti per i piccoli vasi sanguigni
Le lesioni di arterie e vene causate da incidenti stradali, traumi gravi o ferite in ambito bellico richiedono spesso interventi immediati di ricostruzione vascolare. Tuttavia, quando il diametro del vaso è inferiore a sei millimetri, le opzioni terapeutiche risultano ancora limitate.
Attualmente non esistono protesi sintetiche approvate per questo tipo di applicazione clinica. Per questo motivo i chirurghi ricorrono frequentemente a innesti autologhi, prelevando un vaso sanguigno dallo stesso paziente. Si tratta però di una procedura che prolunga l’intervento chirurgico e che non sempre garantisce la disponibilità di vasi con dimensioni o caratteristiche adeguate.
La tecnologia che realizza protesi vascolari in pochi minuti
Per superare questi limiti, il team guidato da Michael Peters, nel laboratorio di Kevin Kit Parker, ha sviluppato una piattaforma di produzione additiva denominata Focused Rotary Jet Spinning.
La tecnologia utilizza la rotazione ad alta velocità combinata con flussi d’aria controllati per trasformare una soluzione polimerica in fibre ultrasottili. Queste vengono depositate su un supporto cilindrico rotante, organizzandosi spontaneamente in una struttura tubolare che riproduce l’architettura dei vasi sanguigni naturali.
Il sistema permette di controllare con elevata precisione il diametro, lo spessore della parete e le caratteristiche meccaniche dell’innesto, consentendo la realizzazione di protesi completamente personalizzate in funzione della lesione e delle caratteristiche anatomiche del paziente.
“Stiamo cercando di rendere possibile quella che definiamo produzione intraoperatoria”, ha spiegato Michael Peters. “La velocità di fabbricazione, unita alla flessibilità della piattaforma, permette di creare innesti progettati per uno specifico paziente o una specifica lesione.”
Materiali biocompatibili che favoriscono la rigenerazione del vaso
Gli innesti sono realizzati utilizzando un copolimero sintetico costituito da acido polilattico (PLA) e policaprolattone (PCL), materiali già ampiamente impiegati nella medicina rigenerativa.
Durante il processo produttivo il materiale assume una struttura composta da micro e nanofibre che ricorda la matrice extracellulare dei tessuti biologici. Questa particolare architettura svolge una duplice funzione: garantisce inizialmente la resistenza meccanica necessaria a sostenere la pressione del sangue e, successivamente, si degrada gradualmente lasciando spazio alla rigenerazione del vaso da parte delle cellule del paziente.
Uno degli aspetti più rilevanti è la capacità di favorire una rapida endotelizzazione, ovvero la formazione del rivestimento interno da parte delle cellule endoteliali. Questo processo è fondamentale per mantenere un corretto flusso ematico e ridurre il rischio di trombosi e di altre complicanze tipiche delle protesi sintetiche tradizionali.
I risultati dello studio e i prossimi sviluppi
Nel lavoro pubblicato su Advanced Materials, i ricercatori hanno prodotto innesti vascolari lunghi alcuni centimetri, testandoli in modelli animali di piccole dimensioni grazie alla collaborazione con l’Institute of Regenerative Medicine dell’Università di Zurigo.
La fase successiva della ricerca prevede la sperimentazione in animali di taglia maggiore e la valutazione delle prestazioni delle protesi in condizioni emodinamiche più complesse e per periodi di osservazione più lunghi.
Secondo Kevin Kit Parker, l’obiettivo finale è portare questa tecnologia direttamente negli ospedali, consentendo la produzione di dispositivi vascolari personalizzati conformi agli standard richiesti per i dispositivi medici. Un approccio che potrebbe ridurre drasticamente i tempi necessari per la ricostruzione dei vasi sanguigni nei pazienti più gravi e rappresentare un importante passo avanti verso una chirurgia sempre più personalizzata e rigenerativa.
