Trombectomia milli-spinner
L’ ictus ischemico si presenta quando un coagulo di sangue blocca un’arteria nel cervello, impedendo all’ossigeno di raggiungere le cellule nervose. In questi casi, ogni minuto è fondamentale: più veloce è la rimozione del coagulo, più alte sono le possibilità di salvare le funzioni cerebrali e la vita del paziente. Ma la realtà è che le tecniche attualmente disponibili riescono a eliminare questi coaguli al primo tentativo solo nel 50% dei casi e in circa un paziente su sette, invece, falliscono del tutto.
Ora, un gruppo di ricercatori dell’Università di Stanford ha sviluppato una nuova tecnologia capace di rivoluzionare il trattamento dei coaguli, migliorando nettamente l’efficacia degli interventi. Si chiama trombectomia milli-spinner e, secondo uno studio pubblicato su Nature il 4 giugno scorso, potrebbe offrire un nuovo approccio molto più efficace per trattare non solo l’ictus, ma anche infarti, embolie polmonari e altre malattie legate alla formazione di trombi.
“Nella maggior parte dei casi, stiamo più che raddoppiando l’efficacia della tecnologia attuale e, per i coaguli più ostinati – che con i dispositivi attuali riusciamo a rimuovere solo nell’11% dei casi – riusciamo ad aprire l’arteria al primo tentativo nel 90% dei casi”, ha affermato Jeremy Heit, responsabile del reparto di Neuroimaging e Neurointervento a Stanford. “È incredibile. Questa è una tecnologia rivoluzionaria che migliorerà drasticamente la nostra capacità di aiutare le persone”.
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Jeremy J. Heit e Renee Zhao, docenti di Stanford, mostrano come inserire il milli-spinner utilizzando un modello a grandezza naturale del sistema circolatorio umano. | Aaron Kehoe
La Soluzione sta nei Grovigli.
Per comprendere l’innovazione del milli-spinner, bisogna sapere come sono fatti i coaguli. Si presentano come strutture dense formate da fibrina, una proteina simile a dei fili intrecciati che intrappolano cellule del sangue e altri materiali, formando una massa appiccicosa.
Le tecniche attuali tentano di rimuovere il coagulo aspirandolo oppure intrappolandolo in una specie di rete metallica, simile ad un retino. Il problema è che spesso queste manovre, oltre a risultare complesse, rischiano di rivelarsi pure dannose. Infatti, a volte, durante la procedura i filamenti di fibrina possono spezzarsi, causando la dispersione di frammenti del coagulo che possono finire in altre zone, magari ancora più difficili da raggiungere.
“Con la tecnologia attuale, non c’è modo di ridurre le dimensioni del coagulo. Si basano sulla deformazione e sulla rottura del coagulo per rimuoverlo”, ha spiegato Renee Zhao, professoressa associata di ingegneria meccanica e autrice senior dello studio. “La particolarità del milli-spinner è che applica forze di compressione e taglio per restringere l’intero coagulo, riducendone drasticamente il volume senza causarne la rottura”.
Il milli-spinner è un piccolo tubo cavo, dotato di alette e fessure, capace di ruotare velocemente una volta introdotto nel vaso sanguigno attraverso un catetere. La sua azione combina compressione e taglio: il coagulo viene prima schiacciato e poi “strofinato” come quando si forma una pallina con dei capelli aggrovigliati o una matassa di cotone. Così, la fibrina si compatta senza rompersi, riducendo il volume del coagulo fino al 5% di quello originale.
Questa operazione permette ai globuli rossi di liberarsi e tornare a circolare, mentre la piccola palla di fibrina viene aspirata all’interno del milli-spinner e rimossa in sicurezza.
“Funziona benissimo, con un’ampia gamma di composizioni e dimensioni di coaguli”, ha affermato Zhao. “Anche per i coaguli più resistenti e ricchi di fibrina, impossibili da trattare con le tecnologie attuali, il nostro milli-spinner può trattarli utilizzando questo semplice ma potente concetto meccanico per densificare la rete di fibrina e ridurre le dimensioni del coagulo.”
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Primo piano del milli-spinner, un lungo tubo cavo in grado di ruotare rapidamente, dotato di una serie di alette e fessure in prossimità del coagulo che contribuiscono a creare un’aspirazione localizzata. Grazie al suo design innovativo, il milli-spinner può ridurre le dimensioni dei coaguli di sangue senza romperli. | Andrew Brodhead
Una Scoperta Medica Figlia di un’Idea per la Propulsione.
L’idea del milli-spinner, in realtà, è figlia di un’altra ricerca. Il laboratorio della professoressa Zhao studia da anni i millirobot, piccoli dispositivi origami in grado di muoversi agevolmente nel corpo per trasportare farmaci o effettuare diagnosi. Il sistema, dotato di alette e fessure, con struttura cava rotante, era stato pensato inizialmente come meccanismo di propulsione ma, durante alcuni esperimenti, i ricercatori notarono un altro effetto interessante: la formazione di un fenomeno di aspirazione localizzata.
“All’inizio, ci chiedevamo semplicemente se questa aspirazione potesse aiutare a rimuovere un coagulo di sangue”, ha detto Zhao. “Ma quando abbiamo testato lo spinner su un coagulo, abbiamo osservato un sorprendente cambiamento di colore del coagulo, da rosso a bianco, insieme a una drastica riduzione di volume. Onestamente, sembrava magia. All’epoca non ne comprendevamo appieno il meccanismo.”
Questo risultato inaspettato ha spinto il team a studiare meglio il fenomeno e a perfezionare il design del dispositivo con centinaia di iterazioni progettuali. Il risultato è un meccanismo altamente efficace, che sfrutta un principio fisico semplice ma mai applicato prima in un simile contesto.
La Sperimentazione Clinica Dietro l’Angolo.
Attualmente, il milli-spinner è stato testato con successo in laboratorio e su modelli animali. I ricercatori, però, stanno già progettando una versione più avanzata: non legata a un catetere e in grado di muoversi autonomamente all’interno dei vasi sanguigni. Inoltre, vengono considerate anche nuove applicazioni: ad esempio, rimuovere frammenti di calcoli renali sfruttando la stessa aspirazione localizzata.
Per portare la tecnologia nel mondo clinico, il team ha fondato una startup e ha avviato il percorso per ottenere l’autorizzazione alla sperimentazione sull’uomo.
“Stiamo esplorando altre applicazioni biomediche per il design del milli-spinner e persino possibilità che vanno oltre la medicina”, ha detto Zhao. “Ci sono opportunità davvero entusiasmanti in vista.”
Una Rivoluzione dal Futuro Promettente.
L’introduzione della trombectomia milli-spinner potrebbe segnare una svolta decisiva nel trattamento delle emergenze cardiovascolari.
Medicina e ingegneria hanno dato vita ad uno strumento dal design innovativo e con un meccanismo semplice ma allo stesso tempo estremamente efficace: questa tecnologia ha davvero il potenziale per salvare migliaia di vite ogni anno, migliorando la rapidità e l’efficacia degli interventi contro i coaguli e non solo.
È indiscutibile che le prospettive siano estremamente promettenti e, in attesa dei primi test clinici sull’uomo, non resta che incrociare le dita.
by O. D. B.
Fonti:
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09049-0
https://engineering.stanford.edu/news/tiny-robots-bring-health-care-closer-precision-drug-delivery
