Questo dispositivo ispirato alla programmazione Python potrebbe rendere le chirurgie alla cuffia dei rotatori più efficaci.

Ogni anno, 2 milioni di persone negli Stati Uniti soffrono di lesioni alla cuffia dei rotatori, ma solo 600.000 ricevono soluzioni chirurgiche. Un nuovo dispositivo ispirato a Python potrebbe colmare questa lacuna.

Gli interventi chirurgici sulla cuffia dei rotatori hanno tassi di fallimento compresi tra il 20 e il 94%. Con la possibilità di una nuova infezione, i medici a volte decidono di non operare. Ma uno strumento medico modellato sulle zanne di pitone potrebbe raddoppiare la forza di riparazione chirurgica e prevenire la ripetizione della lacerazione se utilizzato insieme a suture standard, riferiscono i ricercatori in Science Advances del 28 giugno.

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"Un dispositivo come questo è molto più elegante di quello che usano adesso", dice Eric Nauman, un ingegnere biomedico dell'Università di Cincinnati che non è stato coinvolto nello studio. "Tutto quello che puoi fare per la spalla in questo momento è una vittoria."

Una lesione alla cuffia dei rotatori – un gruppo di muscoli e tendini che circondano la spalla – può includere strappi e infiammazioni che provocano dolore e funzionalità limitata. Le riparazioni chirurgiche hanno lo scopo di riparare un tendine lacerato, spesso riattaccandolo alla testa dell'osso del braccio. Ma le suture, ancorate solo in pochi punti, possono lacerare nuovamente il tendine già fragile.

L'ingegnere biomedico Stavros Thomopoulos e colleghi hanno progettato un dispositivo per risolvere questo problema. Utilizzando una serie di piccoli denti appuntiti che si agganciano al tendine e all'osso, il dispositivo distribuisce e riduce la forza su ciascuna parte del tessuto danneggiato. L'ispirazione per il dispositivo è venuta dalla natura. A differenza dei denti di uno squalo – che sono triangoli affilati come rasoi progettati per tagliare – le zanne di un pitone sono curvate verso l’interno, progettate per scavare più a fondo quando un animale lotta. "Questo è stato una specie di momento illuminante", afferma Thomopoulos, della Columbia University.

Il team ha innanzitutto utilizzato calcoli e simulazioni al computer per ottimizzare le dimensioni e la geometria dei denti. Utilizzando la stampa 3D, i ricercatori hanno creato denti e matrici di denti prima di ottimizzare il posizionamento e la presa. Lavorando con i chirurghi, il team ha testato le iterazioni dei “denti” sui cadaveri, fissando una spalla solo con suture e l’altra con suture e il dispositivo.

"Abbiamo testato meccanicamente la forza che il dispositivo aggiungeva per tenere insieme questa struttura", afferma Iden Kurtaliaj, bioingegnere presso la Icahn School of Medicine del Monte Sinai a New York City. I ricercatori hanno scoperto che le spalle con il loro dispositivo avevano il doppio della forza di tenuta rispetto a quelle senza.

Prima di passare all’uso clinico, il progetto deve essere testato su animali vivi per dimostrare la funzionalità e la sicurezza a lungo termine, afferma Ghanashyam Acharya, ricercatore biomedico presso il Baylor College of Medicine di Houston. Man mano che il corpo guarisce, il materiale potrebbe degradare o danneggiare il tendine. Tuttavia, afferma Acharya, il nuovo studio mostra una “forte motivazione teorica” che lo contrassegna come un “primo passo significativo e innovativo” verso interventi chirurgici della cuffia dei rotatori più efficaci.