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Development & Evaluation of a Viable Stent Device for the Treatment of BronchoTracheal Cancer

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L’ingegneria tissutale per combattere il cancro

Il cancro al polmone è tra le principali cause di decesso correlate al cancro a livello mondiale. Alcuni ricercatori europei hanno lavorato a un nuovo stent delle vie aeree che, secondo le attese, rivoluzionerà il trattamento.

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La stenosi delle vie aeree è uno dei sintomi del cancro al polmone; non soltanto incide sulla qualità di vita dei pazienti, ma conduce anche a morte prematura. Per affrontare questo problema, i clinici utilizzano stent endobronchiali, allo scopo di mantenere aperte le vie aeree del paziente e riattivare la respirazione. All’uso di stent, però, sono associati svantaggi rilevantissimi, ad esempio la massiccia ritenzione del muco o la riocclusione dovuta alle crescite verso l’interno del tumore. Per affrontare la questione, il progetto PULMOSTENT (Development & evaluation of a viable stent device for the treatment of bronchotracheal cancer), finanziato dall’UE, si è adoperato per sviluppare un nuovo dispositivo sten multistrato, fondato sui principi dell’ingegneria tissutale. Per ottimizzare gli esiti pratici della ricerca, sono stati sviluppati due modelli. Un modello computazionale a elementi finiti ha reso più agevole il processo di progettazione e consentito di procedere verso un prototipo dotato delle prestazioni meccaniche richieste. Ottimizzando i singoli componenti, i ricercatori puntavano a capire in anticipo quale progettazione offrisse le migliori prestazioni. Un modello a elementi finiti delle vie aeree simula le sollecitazioni e le tensioni nel tessuto bronchiale, accanto alla geometria definitiva dello stent sottoposto al test. Dai test eseguiti è emersa ’appropriatezza del rivestimento in fibra poliuretanica, che dovrebbe consentire il trasporto di nutrienti attraverso le fibre e, simultaneamente, evitare le crescite tumorali verso l’interno. È stato rivolto un impegno particolare anche alla formula ideale del sistema di rilascio del farmaco, per garantire che si protraesse nel tempo. In proposito, le microsfere di acido polilattico-co-glicolico con un diametro compreso tra 50 e 100 µm si sono presentate come il più idoneo sistema di rilascio controllato del farmaco. Gli stent selezionati alla fine si basano su filo e vengono fabbricati utilizzando un processo di intrecciatura manuale, come anche la progettazione guidata a elementi finiti. Entrambi sono realizzati in nitinol. È stato anche sviluppato un applicatore per la somministrazione di ciascun tipo. Si avvia a essere brevettato un dispositivo per seminare le cellule epiteliali in situ sul lumen dello stent già inserito. In tal modo si evitano problemi, come l’arricciatura dello stent, che inciderebbero sulla proliferazione cellulare. L’impiego del dispositivo seminale per l’epitelio respiratorio può essere esteso ad altre applicazioni nella terapia cellulare. L’assemblaggio delle parti è stato completato e lo stent viene testato in un modello animale. I primi risultati sono promettenti; l’uso dello stent migliorerebbe notevolmente la prognosi per i pazienti affetti da cancro al polmone.

Parole chiave

Ingegneria tissutale, cancro al polmone, stent, crescite verso l’interno, PULMOSTENT

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