Un nuovo dispositivo medico mira a ridefinire l’artroscopia
L’artrosi, o malattia degenerativa delle articolazioni, è provocata dalla rottura della cartilagine all’interno di un’articolazione. È il tipo di artrite più comune e colpisce milioni di europei, con numeri in continua crescita. In effetti, secondo un’indagine speciale di «The Economist»(si apre in una nuova finestra), nel 2019 oltre 57 milioni di persone in Europa occidentale soffrivano di artrosi, con un aumento del 54 % rispetto al 1990. In generale, l’artrosi è difficile da diagnosticare, poiché non esiste un test definitivo sul mercato. La maggior parte dei chirurghi ortopedici ricorre invece all’artroscopia, una procedura mini-invasiva in cui vengono effettuati solo piccoli tagli per controllare e riparare l’articolazione.
Rendere l’artroscopia più oggettiva
Il problema dell’artroscopia è che è altamente soggettiva e, quindi, non sempre accurata. «La pratica attuale prevede la valutazione visiva da parte del singolo chirurgo delle condizioni del tessuto all’interno dell’articolazione e dipende fortemente dall’esame a occhio nudo e dall’esperienza personale», spiega Gabriela Lorite, coordinatrice del progetto MIRACLE(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE. Secondo Lorite, il progetto MIRACLE sta lavorando per ridefinire l’artroscopia. «Vogliamo sviluppare un dispositivo medico innovativo che renda l’artroscopia più oggettiva», spiega la ricercatrice. «Questo dispositivo, utilizzato durante l’artroscopia, fornirà ai chirurghi ortopedici informazioni sullo stato della cartilagine articolare del paziente, consentendo loro di formulare una diagnosi accurata e basata sui fatti che condurrà a un piano terapeutico più efficace.»
Partire da zero
Creare qualcosa di nuovo significa partire da zero. Per il progetto MIRACLE, ciò ha significato non solo sviluppare nuove tecnologie, ma anche combinarle in un’unica soluzione diagnostica. Per quanto riguarda il primo aspetto, i componenti tecnologici chiave sviluppati durante il progetto comprendono laser a cascata quantica (QCL) su misura, combinatori di fasci integrati e una sonda di rilevamento a medio infrarosso. «La miniaturizzazione e la fabbricazione della sonda di rilevamento secondo le specifiche stabilite dai chirurghi ortopedici hanno richiesto molto tempo e ricerca», osserva Lorite. Tuttavia, l’avanzamento della tecnologia implica anche il superamento di ostacoli lungo il percorso e la tecnologia di MIRACLE non ha fatto eccezione. Ad esempio, durante i test, i ricercatori hanno scoperto che i segnali ottenuti tramite la sonda di rilevamento non erano abbastanza pronunciati e forti da garantire una misurazione affidabile. Per superare questa difficoltà, il gruppo responsabile del progetto ha dovuto ottimizzare ulteriormente l’elettronica e il sistema ottico. «Alla fine siamo riusciti a integrare tutte le tecnologie chiave sviluppate in un dispositivo unico che fornisce i dati analitici previsti», osserva Lorite. «È stata una vittoria molto celebrata!»
Un eccezionale passo avanti
Oltre alla tecnologia e alla sua combinazione, MIRACLE puntava anche a convalidare il dispositivo come strumento medico. Questo processo richiedeva l’analisi di centinaia di campioni e l’elaborazione di modelli di valutazione dei dati adeguati, in grado di classificare la cartilagine sana piuttosto che quella danneggiata. Anche in questo caso, però, i ricercatori hanno dovuto affrontare una difficoltà: la mancanza di campioni di cartilagine umana sana. Come spiega Lorite, per creare un modello affidabile in grado di distinguere il tessuto sano da quello danneggiato è necessario disporre di un’ampia gamma di campioni, fra cui cartilagine sana e cartilagine malata. Tuttavia, poiché la maggior parte dei campioni umani è ottenuta da cadaveri donati, molti dei quali sono anziani o vittime di incidenti, la maggior parte dei campioni del progetto si trovava dalla parte malata dello spettro. Ciò significa che i ricercatori hanno dovuto integrare i campioni umani con campioni animali, il che ha permesso loro di procedere con i test di convalida. «Nonostante queste difficoltà, il progetto MIRACLE rappresenta un passo avanti eccezionale nell’uso di dispositivi basati sul medio infrarosso nella futura pratica clinica e come strumento efficace per la diagnosi dell’artrosi», conclude Lorite.
