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Restoring of SENSAtions from Lost LeGs for health And qualIty of life augmeNtation in amputees

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Gambe bioniche – la stimolazione nervosa diretta ripristina il tatto naturale dell’arto e le sensazioni motorie

Cinque milioni di persone in tutta Europa hanno perso un arto. Uno studio europeo ha sviluppato una tecnologia all’avanguardia che è volta a superare le limitazioni pratiche delle soluzioni protesiche esistenti, ripristinando il tatto dell’arto e le sensazioni motorie e riducendo il dolore da arto fantasma.

Salute

Le protesi disponibili in commercio non provocano alcuna risposta sensoriale, rischiando cadute e perdita di fiducia nella protesi. Gli amputati si affidano soprattutto all’arto intatto, camminando in modo asimmetrico: questo causa artrite di lungo termine, osteoporosi e dolore alla schiena insieme a una ridotta mobilità e una maggiore fatica. Inoltre, la mancanza di qualsiasi connessione psicologica tra la protesi e il sistema nervoso del paziente provoca il dolore da arto fantasma.

Una protesi può ripristinare la sensazione del tatto e del movimento

Per affrontare questo problema, il progetto finanziato dall’UE SensAgain ha concepito una neuroprotesi innovativa che riporta alla memoria la sensazione dell’arto mancante. Il progetto è stato coordinato da SensArs Neuroprosthetics e dipendeva dalla tecnologia SENSY sviluppata durante il progetto NEBIAS. Concepita inizialmente per coloro che hanno perso una mano al fine di restituire all’utente le sensazioni della mano mancante, la tecnologia SENSY è stata sviluppata ulteriormente e adattata alle protesi per gli arti inferiori. In veste di co-fondatore e di amministratore delegato di SensArs Neuroprosthetics, Francesco Petrini spiega: «La soluzione per protesi più naturali e più controllabili consiste nell’interfacciare il dispositivo con i nervi periferici che rimangono intatti a livello anatomico e in termini funzionali dopo l’amputazione». La neuroprotesi è composta da una soletta inserita sotto il piede della protesi usata dal paziente e da un regolatore esterno che riceve informazioni sulla pressione dalla soletta e informazioni sul movimento dalla gamba con la protesi. Queste informazioni sono poi trasdotte tramite un sistema di stimolazione impiantabile, interfacciato con i nervi del paziente. I segnali sono trasmessi ai nervi tramite piccoli impulsi di corrente. Come afferma Petrini, «SENSY comunica nel linguaggio del sistema nervoso». Poi la natura fa il resto: i segnali dai nervi vengono trasmessi al cervello dei soggetti che sono in grado di percepire il tatto e il movimento dalla protesi dell’arto inferiore. «Il prototipo è stato clinicamente convalidato in tre persone amputate agli arti inferiori con risultati molto incoraggianti grazie a un consorzio di esperti europei in neurologia, neuroscienza, neuroingegneria, chirurgia e tecnologia», continua Petrini. I risultati di questa sperimentazione pilota sono stati citati nel 2019 in Science Translational Medicine e Nature Medicine. I pazienti hanno percepito sensazioni tattili da più di 20 posizioni sulla pianta del piede e contrazioni da quattro muscoli della gamba. Queste sensazioni, provocate dai sensori aggiunti alla protesi, permettono ai pazienti di ridurre il rischio di cadute e rafforzare la mobilità. La protesi era percepita come un proseguimento del corpo e non come un dispositivo esterno, come succede di solito con le soluzioni in commercio. Ciò ha aumentato la fiducia nell’utilizzo del dispositivo e ha ridotto l’onere cognitivo nel controllare la protesi.

Prospettive future

Collettivamente, il gruppo SensAgain ha lavorato per risolvere le limitazioni dei dispositivi prostatici per l’arto inferiore disponibili attualmente interfacciando il sistema nervoso con le macchine stesse e ripristinando le sensazioni della gamba mancante. Questo non solo predisporrà le persone disabili alla riabilitazione con un unico dispositivo, ma favorirà anche l’adozione delle protesi. Considerando che gli amputati agli arti soffrono di comorbilità aggiuntive tra cui artrite, osteoporosi e dolore alla schiena, è presumibile che la protesi SENSY, la quale ripristina la funzionalità dell’arto, migliori la salute generale del paziente. SensArs ha ricevuto fondi aggiuntivi dalla Commissione europea mediante il progetto GoSafe che è partito a novembre 2019. A seguito della finalizzazione del prototipo industriale, SENSY sarà convalidato in animali e sarà condotto uno studio clinico più ampio. I risultati clinici sono attesi entro la fine del 2022 e saranno usati per certificare il dispositivo per la commercializzazione.

Parole chiave

SensAgain, arto, protesi, amputati, SENSY, elettrodo, risposta sensoriale

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