Vibrazioni che guariscono: la medicina del futuro è più vicina

La scienza non smette mai di sorprenderci: chi avrebbe mai pensato che un semplice tremolio potesse cambiare la forza dei tessuti e persino aiutare una ferita a guarire meglio?

Eppure è proprio ciò che hanno scoperto i ricercatori della McGill University. Attraverso un metodo ingegnoso, hanno dimostrato che i gel ricchi di cellule – se sottoposti a leggere vibrazioni durante la fase di solidificazione – possono diventare più resistenti o più morbidi, a seconda della necessità.

Come funziona la “musica” dei tessuti?

Lo studio prevedeva di applicare vibrazioni controllate, mentre un materiale biologico prende forma.  Per fare ciò, il team guidato da Aram Bahmani ha utilizzato una piattaforma collegata a degli altoparlanti.

In pratica, i gel contenenti cellule – tra cui veri e propri coaguli di sangue – venivano “scossi” delicatamente durante la solidificazione.

I materiali testati dallo studio erano vari e comprendevano:

• Coaguli di sangue intero

• Gel di plasma arricchito con fibroblasti (cellule che producono fibre e tessuto connettivo)

• Gel di alginato, un idrogel molto usato nelle medicazioni e nella bioingegneria

Non bastava vibrare a caso: era di fondamentale importanza scegliere l’ampiezza e la frequenza giusta. Ogni combinazione portava a una diversa disposizione delle cellule nello spazio tridimensionale.

Lo studio ha scoperto che era possibile cambiare rigidità, resistenza e capacità di non rompersi senza modificare la chimica del materiale, incredibile, vero?

Dai laboratori agli esperimenti sugli animali

I ricercatori non si sono fermati alle sole osservazioni microscopiche, ma hanno misurato anche la resistenza dei materiali, osservato la rete di fibrina (la proteina che forma la “maglia” dei coaguli), e perfino testato il metodo su un modello di fegato di ratto lesionato.

Risultato? I coaguli trattati con vibrazioni calibrate erano significativamente più resistenti rispetto a quelli non trattati, e questo avveniva senza danneggiare i tessuti circostanti. Questa è una prova che l’approccio funziona non solo in provetta, ma anche in un organismo vivente.

Perché questa ricerca è così importante?

Un coagulo deve essere forte abbastanza da fermare un’emorragia, tuttavia in certi casi dev’essere fragile per poter essere sciolto facilmente. Pensiamo a due scenari ben diversi:

• Emergenza in pronto soccorso: serve un coagulo robusto che chiuda rapidamente la ferita.

• Ictus ischemico: qui invece i coaguli sono pericolosi e devono essere sciolti per ripristinare il normale flusso sanguigno.

Fino a oggi queste proprietà venivano regolate con farmaci o interventi più invasivi, ma grazie a questo metodo, i medici potrebbero un giorno “sintonizzare” un coagulo sul posto, semplicemente applicando vibrazioni calibrate attraverso strumenti chirurgici o medicazioni intelligenti.

Il grande vantaggio: semplicità e sicurezza

Altri metodi per manipolare i tessuti – come magneti, ultrasuoni o campi acustici – sono potenti ma rischiosi: gli ultrasuoni, ad esempio, possono generare calore o cavitazioni dannose. L’approccio della McGill è invece una strategia non invasiva, a basso costo e facile da implementare, come sottolinea Bahmani.

Non servono sostanze chimiche, né nanoparticelle: basta un sistema di vibrazioni meccaniche leggere, che può essere realizzato con apparecchiature già disponibili in moltissimi ospedali e laboratori.

Un puzzle cellulare che cambia tutto

Perché vibrare i tessuti è di fondamentale importanza? Perché la disposizione delle cellule all’interno del gel decide come la rete di fibrina (o di altre fibre) si forma.

• Cellule raggruppate: creano pori grandi, punti deboli e percorsi facili per le crepe. In altre parole, se le cellule si ammassano tutte insieme, restano spazi vuoti grandi e di conseguenza il materiale diventa fragile e molto facile a rotture.

• Cellule disperse: costruiscono una maglia fitta, resistente e più duratura. Se invece si distribuiscono bene, la rete che si formerà sarà bella compatta e il materiale di conseguenza sarà resistente ed elastico.

Oltre il sangue: prospettive future

Il bello è che questo non vale solo per il sangue. Lo stesso effetto si è visto anche in:

• Gel di alginato, già usati per curare ferite e ustioni.

• Idrogel cellulari per ingegneria tissutale, fondamentali per creare impalcature dove far crescere nuove cellule.

Immaginiamo ad esempio medicazioni intelligenti che si adattano automaticamente a ogni tipo di ferita.

Le sfide ancora aperte

Naturalmente, non è già tutto pronto per l’uso clinico. Ci sono ancora alcuni ostacoli da superare:

• Miniaturizzazione: gli strumenti devono diventare portatili e facili da usare in ospedale o sul campo.

• Calibrazione: ogni tessuto e ogni ferita potrebbero richiedere parametri diversi.

• Compatibilità con farmaci: bisogna capire come le vibrazioni interagiscono con anticoagulanti e fibrinolitici.

• Ferite irregolari: la forma e il movimento rendono il problema più complesso nella realtà.

• Linee guida cliniche: i medici dovranno sapere chiaramente quando irrigidire un coagulo e quando ammorbidirlo.

Come spesso accade in biologia, non esiste una soluzione universale: ciò che è utile in un contesto può essere dannoso in un altro.

LEGGI LO STUDIO