Un cerotto fotonico che utilizza il potere curativo della luce blu
La luce blu è già nota per i suoi effetti anti-batterici e anti-infiammatori, ma ora il consorzio MEDILIGHT, finanziato dall’UE, l’ha sfruttata per contribuire alla guarigione di ferite croniche quali quelle che affliggono i pazienti con diabete. «L’obiettivo è quello di avere una soluzione non chimica per le ferite croniche», afferma Dionysios Manessis, il coordinatore del progetto, del dipartimento Integrazione dei sistemi e Tecnologie di interconnessione dell’Università tecnica di Berlino. «Abbiamo scoperto che la luce blu, inizialmente ritenuta valida per la disinfezione, ottiene anche buoni risultati sulla proliferazione di cheratinociti e fibroblasti, i tipi di cellule cutanee necessari per la chiusura delle ferite». Grazie a un finanziamento UE di 3 milioni di euro per poco più di tre anni, il team di ricerca è stato in grado di produrre da zero un dispositivo indossabile intelligente. Il prototipo consiste in una lamina morbida e flessibile dotata di LED (diodi ad emissione luminosa) di colore blu e di sensori. Questa viene inserita in una tasca trasparente sopra la medicazione. Attaccata alla lamina si trova una piccola scatola elettronica contenente il circuito con, tra gli altri componenti, il driver LED che regola l’intensità della luce blu e un microcontrollore, o interfaccia intelligente, che acquisisce e analizza i dati del sensore in modo da poter fare delle regolazioni al regime di fototerapia per ogni singolo paziente. «I tre elementi, cioè la lamina flessibile, la scatoletta elettronica e la medicazione della ferita, si completano a formare un unico dispositivo olistico MEDILIGHT», spiega il dott. Manessis. I sensori della lamina controllano la temperatura e i livelli di ossigeno ematico nel sito della ferita: i livelli di ossigeno indicano come sta guarendo la ferita, mentre delle temperature elevate possono essere un segno di infiammazione e infezione. Tali dati vengono comunicati alla scatoletta elettronica. Test degli effetti della fototerapia Nei primi stadi della guarigione, l’irradiazione con luce blu inibisce la formazione di colonie batteriche. Una volta disinfettata la ferita, è possibile regolare l’intensità della luce blu per prevenire la crescita prematura della pelle. «Deve esserci una buona sincronizzazione dei programmi di terapia in modo che la ferita non si chiuda prima di essere totalmente disinfettata e il rischio di intrappolare i batteri all’interno della ferita sia completamente eliminato», afferma il dott. Manessis. Studi in vitro su ceppi batterici diversi hanno rivelato che la luce blu può impedire la riproduzione di numerosi ceppi comuni nelle ferite infette e uccide alcuni tipi di batteri. «L’effetto della luce blu sulla proliferazione delle cellule della pelle è stato testato in vitro, utilizzando diverse intensità luminose e lunghezze d’onda, e in vivo sui topi, ed è quindi stato brevettato», afferma il dott. Manessis. Materiali e software innovativi La più grande sfida tecnica è stata la riduzione al minimo delle perdite di luce, tale da far sì che una quantità di luce blu sufficiente raggiunga la ferita, e la garanzia di una dissipazione efficace del calore generato dai LED. «I LED possono generare calore e la temperatura può salire fino a 42-50 gradi, a seconda della lunghezza della fototerapia» spiega il dott. Manessis. Per affrontare questo problema, sono stati sviluppati nuovi materiali per la medicazione delle ferite da URGO, partner del consorzio in Francia, ed è stata progettata e fabbricata una lamina flessibile avanzata per migliorare la gestione del calore. Nell’ambito del progetto sono stati sviluppati un’innovativa interfaccia di acquisizione del sensore e un nuovo software per trasferire i dati in modalità wireless a uno smartphone per la valutazione e la regolazione delle terapie. È stato anche sviluppato un prototipo funzionale di lamina flessibile che può essere posizionato al disotto del piede in una scarpa speciale, collegato in modalità wireless alla scatoletta elettronica e controllato da un’app per smartphone che può essere utilizzata da un operatore sanitario. URGO condurrà sperimentazioni cliniche sull’uomo, su individui sani e diabetici, nella fase successiva di sviluppo verso la commercializzazione del prodotto.
Parole chiave
MEDILIGHT, salute, diabete, ferite, LED, ottica, fotonica, luce blu
