Immagine: Un dispositivo di terapia osmotica per lesioni del midollo spinale. (Victor Rodgers / UCR).
Quando ferito, il midollo spinale si gonfia, limitando il flusso sanguigno e causando danni critici e permanenti alle funzioni motorie, sensoriali e autonome. La rapida prevenzione del gonfiore del midollo spinale subito dopo la lesione è la chiave per prevenire danni più gravi. L’unico trattamento fino ad oggi è stato la terapia steroidea con Metilprednisolone, che è minimamente efficace.
Ora un gruppo guidato da Marlan e Rosemary Bourns College of Engineering Professor Jacques S. Yeager, Sr. Professor of Bioengineering Victor GJ Rodgers e UCR School of Medicine Professor of Biomedical Sciences Devin Binder, hanno creato un dispositivo di terapia osmotica che rimuove delicatamente il fluido dal midollo spinale per ridurre il gonfiore nei ratti feriti, con buoni risultati. Il dispositivo può eventualmente essere ampliato per i test sugli esseri umani.
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La ricerca appare in un documento ad accesso aperto pubblicato su Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.
Il dispositivo è costituito da un modulo di flusso tangenziale che supporta una membrana semipermeabile collegata a un idrogel che poggia sul midollo spinale esposto. Il liquido cerebrospinale contenente la proteina albumina per avviare l’osmosi passa attraverso il lato del dispositivo della membrana, trasportando le molecole d’acqua dal midollo spinale. Entrambi i fluidi vengono scaricati in una piccola camera e attraversano nuovamente il dispositivo per rimuovere più acqua. La quantità di acqua rimossa è piccola rispetto alla quantità di osmolita, consentendo il ricircolo.
Gli autori hanno scoperto in studi precedenti che aumenti relativamente piccoli nella percentuale del contenuto di acqua possono causare un gonfiore significativo nel cervello. Questi esperimenti hanno mostrato che il dispositivo per terapia osmotica rimuoveva abbastanza acqua per prevenire il gonfiore del cervello ed era in grado di rimuoverne ancora di più. Hanno anche scoperto che la rimozione il liquido in eccesso abbastanza rapidamente nel gonfiore del cervello ha migliorato i risultati neurologici. Questa è una speranza chiave anche per il dispositivo del midollo spinale.
Il team prevede di continuare a migliorare il dispositivo attraverso esperimenti più lunghi sui ratti prima di passare alla sperimentazione umana.
Rodgers e il Professore di scienze biomediche Byron Ford stanno sviluppando un dispositivo simile che drena il fluido direttamente dal cervello e introduce la neuregulina-1, una molecola prodotta naturalmente dall’organismo per regolare la comunicazione tra le cellule del cervello e del cuore, favorendone la crescita, al fine di ridurre i danni da ictus gravi.
Il documento “Il dispositivo di trasporto osmotico impiantabile può ridurre l’edema dopo una grave lesione del midollo spinale da contusione” è disponibile in Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. Altri autori includono Christopher Hale, Jennifer Yonan, Ramsey Batarseh, Roman Chaar, Carrie R. Jonak e Shaokui Ge, tutti anch’essi dell’UC Riverside.
