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Innovazioni tecnologiche biomediche
Le innovazioni scientifico-tecnologiche al servizio della medicina per migliorare la qualità della vita delle persone
Dalla robotica alla stampa 3D, dalla biologia sintetica alla realtà virtuale, dall’ingegneria biomedica alle nanotecnologie: l’evoluzione della medicina è, e sarà, strettamente legata alle tecnologie all’avanguardia. La combinazione di discipline quali anatomia, biologia molecolare, chimica, ingegneria, meccanica, elettronica (e non solo) permetterà di fare un ulteriore passo avanti. Parliamo di dispositivi medici in grado di migliorare la qualità della vita dei pazienti, di rendere meno invasive le pratiche chirurgiche, di aumentare l’aderenza alle terapie, di semplificare alcune procedure complesse e di facilitare la diagnosi.
Facendo un immaginario salto indietro a fine ‘800, con l’introduzione dell’elettricità e dei raggi X inizia l’era della diagnostica per immagini, fino ad allora sconosciuta. Negli anni ’30 del Novecento viene inventata la tomografia e, 50 anni più tardi, questa tecnica incontra l’informatica e dà origine alla tomografia assiale computerizzata (TAC). Negli ultimi decenni si sono aggiunte la risonanza magnetica nucleare (RMN), la tomografia a emissione di positroni (PET), la tomografia a emissione di fotone singolo (SPECT). Oggi l’intelligenza artificiale è in grado di fornire una prima diagnosi “guardando” una di queste immagini. Questo è solo un esempio. La velocità con cui la tecnologia sta rivoluzionando la medicina è sempre maggiore e la tecnologia è la forza trainante di questo processo.
Sono stati creati dei mini-organi per la sperimentazione diretta sulle cellule umane, si stanno studiando gli xenotrapianti, i robot hanno già trovato il loro posto in chirurgia e stanno evolvendo ancora, la stampa 3D utilizza tessuti biocompatibili per essere applicata in medicina, i dispositivi si fanno più piccoli e precisi, migliorando la chirurgia e la riabilitazione. Il progresso scientifico-tecnologico ha il piede sull’acceleratore e rende fattibili procedimenti che fino a qualche anno fa sembravano impossibili. Scienza e tecnica devono essere strumento dell’uomo, un aiuto e un supporto, senza però rischiare di sostituire le sue competenze uniche, come ad esempio quelle socio-emozionali. L’obiettivo è utilizzarle al meglio delle nostre capacità, per trarne il maggior numero di benefici.
La tecnica di diagnostica digitale è stata testata per il virus Zika, dell’epatite B e C. Potrebbe essere un’importante risorsa per Paesi in via di sviluppo ma anche per future pandemie globali
Da sempre gli esseri umani convivono con i virus e mai come nel 2020 ci siamo resi conto dell’importanza che ha una diagnosi delle infezioni virali che sia semplice, rapida ed efficiente. E se ancora non siamo in grado di riconoscere un virus a occhio nudo o scattando una foto, un gruppo di ricercatori della Harvard Medical School di Boston è riuscito a mettere a punto una nuova tecnica di rilevamento virale che utilizza la fotocamera dello smartphone per diagnosticare diverse infezioni. Il lavoro è stato pubblicato lo scorso dicembre su Science Advances e apre le porte ad una tecnica diagnostica digitale che può essere utilizzato da non addetti ai lavori per testare una varietà di infezioni virali. Un’innovazione che potrebbe rivelarsi particolarmente utile per Paesi in via di sviluppo ma anche per Paesi più ricchi in caso di pandemie.
- Di: Cristina Tognaccini
Uno studio, guidato dalla prof.ssa Ballerini e dal prof. Prato di Trieste, esplora le potenzialità dei nanomateriali come interfaccia tra i neuroni per stimolare la rigenerazione delle fibre nervose
Per un neurochirurgo la possibilità di riparare una lesione dei nervi costituisce il sogno di un’intera carriera. Le fibre nervose dei mammiferi adulti, infatti, hanno tassi di rigenerazione molto bassi che rendono difficile il processo di riparazione delle lesioni. Ecco perché certi traumi del midollo spinale comportano la paralisi degli arti. Recentemente si è molto discusso dei risultati di uno studio svedese nel quale l’impiego delle cellule staminali sembrava favorire la riparazione di lesioni a danno del midollo spinale. Naturalmente si tratta di risultati ottenuti su modelli sperimentali ma per raggiungere questo straordinario obiettivo, oltre che sulla terapia cellulare, la ricerca si sta concentrando anche sullo studio dei nanomateriali.
- Di: Enrico Orzes
Liposomi, nanoparticelle polimeriche, supermagnetiche o d’oro, dendrimeri… Sono tante le metodiche innovative in sperimentazione per il trasporto dei farmaci nelle cellule bersaglio
Le nanotecnologie si occupano della scienza delle cosiddette nanostrutture, cioè degli oggetti prodotti a partire da una moltitudine di materiali e con dimensioni dell’ordine del miliardesimo di metro (nanometro). È un settore in piena espansione e le applicazioni sono molteplici, andando dall’elettronica alla fisica dei materiali, dalla farmacologia ai catalizzatori industriali, dagli pneumatici ultraresistenti ai pigmenti per la stampa. In ambito biomedico ci sono numerose nanostrutture in studio per rilascio di farmaci, protesi, sensori, ingegneria tissutale e genomica. In questo approfondimento, Osservatorio Terapie Avanzate descrive le tipologie di nanoparticelle usate come metodo innovativo di trasporto e “delivery” (consegna) dei farmaci.
- Di: Rachele Mazzaracca
Grazie ad una tecnologia innovativa ideata a Padova, gli studenti di Medicina potranno interagire con un modello di cuore direttamente dallo smartphone e apprenderne i difetti congeniti
Dopo i supercomputer in sala operatoria, la realtà aumentata per lo studio del cuore: si chiama “Advanced 3D-Based Teaching Models in Congenital Cardiovascular Disease” ed è una nuova tecnologia messa a punto dall’Università di Padova. Uno strumento innovativo basato sulla ricostruzione tridimensionale del cuore e dei suoi difetti congeniti per migliorare l’approccio didattico degli studenti del corso di Laurea in Medicina e Chirurgia. Lo scopo primario è quello di imparare a curare il cuore esplorandolo in maniera approfondita, con particolare attenzione alle cardiopatie congenite, patologie caratterizzate da un’ampia variabilità di difetti anatomici difficilmente comprensibili e comunicabili in assenza di un modello tridimensionale.
- Di: Redazione
La risonanza magnetica potrebbe identificare le lesioni da danno ipossi-ischemico cerebrale trattabili con un trapianto di cellule staminali neurali umane
Il danno cerebrale ipossico/ischemico è una condizione patologica simile all’ictus che si presenta nei neonati nel periodo perinatale e neonatale e costituisce uno dei principali fattori di rischio per mortalità e morbidità. Si verifica in 2-4 neonati su 1000 e, nonostante l’utilizzo – in alcuni casi – dell’ipotermia terapeutica, l'80% dei neonati asfissiati sviluppa segni neurologici di cui il 10%-20% rimane significativamente compromesso (ad esempio, paralisi cerebrale, disabilità mentale e motoria, epilessia). Senza tecniche di prevenzione o di cura, è stata a lungo considerata una condizione candidata alle terapie a base di cellule staminali. Studi preclinici su modelli murini sostengono la possibile applicazione delle cellule staminali neurali umane per questa condizione e, grazie alla risonanza magnetica, si potrebbero identificare le lesioni trattabili, evitando terapie inutili.
- Di: Rachele Mazzaracca
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