Bisturi high-tech rende le operazioni al cervello meno rischiose

Gianluigi Salvi
Gianluigi Salvi
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La rimozione di un tumore al cervello è un intervento molto complicato che, se non eseguito correttamente, può portare a conseguenze catastrofiche per il corpo umano come danni cerebrali, disabilità motorie e la soppressione dei controlli su funzioni vitali per l’organismo. Al fine di rendere questo lavoro più preciso, il ricercatore messicano David Oliva Uribe ha progettato a Bruxelles, in Belgio, un “bisturi intelligentecapace di determinare se una zona del cervello è sana o tumorale. Il dispositivo è stato progettato per essere utilizzato in sala operatoria in presenza di tumori al cervello già diagnosticati in cui l’unica soluzione resta la rimozione chirurgica. Lo strumento ha le stesse dimensioni di un normale bisturi, ma la punta inferiore del dispositivo è di forma sferica ed il suo diametro è inferiore al millimetro. Il prototipo è stato finora testato su tumori artificiali e sul tessuto cerebrale dei suini, riuscendo ad ottenere ottimi risultati che fanno presupporre, con elevata probabilità, che presto il dispositivo potrà entrare nella fase di sperimentazione umana. La sferica punta del dispositivo è dotata di migliaia di microscopici sensori, i quali, a seguito di uno strofinamento sulla superficie del cerebro, avvertono il chirurgo sullo stato del tessuto integrato. I risultati sono ottenuti in meno di mezzo secondo così da risparmiare tempo vitale durante la delicata operazione.

Il bisturi e il modello operativo

Sebbene le tecniche di indagine come la risonanza magnetica o l’ecografia, siano capaci di individuare con precisione in fase pre-operatoria la presenza di un’area tumorale, durante gli interventi di apertura cranica, la procedura chirurgica può essere sottoposta a diversi fattori, i quali, influenzano in maniera più o meno evidente la localizzazione delle aree tumorali, quindi, in molti casi l’asportazione del tumore dipende molto dall’esperienza, così come dai sensi quali il tatto e la vista del chirurgo. Durante un intervento chirurgico di asportazione di un tumore al cervello, il chirurgo può individuare l’area tumorale solo attraverso la manipolazione e l’osservazione al microscopio dei tessuti, a causa dei quali si può perdere la sensibilità cerebrale, da qui l’importanza di avere a disposizione uno strumento di precisione che sia più sensibile del tocco del chirurgo. David Oliva, il ricercatore alla Talent Network del Belgio, ha spiegato che “il bisturi intelligente” è stato progettato per individuare i tumori in una fase precoce, quando essi sono visibili nella risonanza magnetica ma non in sala operatoria. In questa fase i tessuti tumorali e quelli sani, hanno caratteristiche fisiche simili e questo rende difficile discernere. Il design del dispositivo è stato elaborato per sei anni, le sue componenti meccaniche ed i sensori, sono stati progettati presso l’università di Hannover in Germania e in diversi ospedali di Neurochirurgia specializzati, mentre l’assemblaggio digitale, è stato sviluppato all’Università Libera di Bruxelles in Belgio.

La tecnologia per gli strumenti medici

David Oliva ha sottolineato come il prototipo del “bisturi intelligente” possa essere miniaturizzato ed utilizzato, in futuro, per rilevare la presenza di aree tumorali in altre zone del corpo come lo stomaco e l’intestino, all’interno dei quali è necessario introdurre piccoli dispositivi chiamati endoscopi per sondare i tessuti ed eliminare le cellule maligne. Inoltre, il bisturi potrebbe essere integrato a sistemi di robotica assistita nelle poiché la tecnologia dei sensori ha la qualità di migliorare questi dispositivi di tele-operazione. Il nuovo bisturi ha le dimensioni di un bisturi normale ma dispone di una punta sferica all’estremità, le cui proprietà permettono di distinguere attraverso input audio e video la salute dei tessuti in circa 400 millisecondi. La tecnologia del dispositivo si basa su sensori digitali che utilizzano trasduttori piezoelettrici. I sensori digitali generano vibrazioni sulla punta dello strumento e, quando il dispositivo entra in contatto con la superficie del cervello, induce delle vibrazioni nel tessuto facendo una stima delle proprietà del tessuto in esame, prendendo come punto di riferimento una zona sana del cervello precedentemente sondata, così da poter determinare se vi sono variazioni nella consistenza dei tessuti.

Il bisturi intelligente e la sperimentazione umana

Anche se l’invenzione di questo nuovo “bisturi intelligente” sembra piuttosto impressionante, non è la prima volta che si sente parlare di dispositivi di questo tipo. Già nel 2013 Xuan Pham dei laboratori LabRoots e i ricercatori dell’Imperial College di Londra, nel Regno Unito, avevano sviluppato un bisturi simile a quello di Oliva, noto come “iKnife“. Il dispositivo utilizzava la spettrometria di massa per valutare le nuvole di fumo biologiche emesse durante le incisioni chirurgiche, così da fiutare la presenza di zone cancerogene. Nelle pubblicazioni dei test effettuati sull’iKnife, il gruppo di ricerca registrò il 100% di successi nella diagnosi di tessuti cancerosi su 91 pazienti affetti da patologia. Per la realizzazione del suo bisturi Oliva, ha lavorato per sei anni in collaborazione col neurochirurgo tedesco Dr Ralf Stroop ed è stato progettato specificamente per i tumori che sono visibili attraverso una risonanza magnetica ma non in sala operatoria. I suoi test, fino a questo momento, hanno dimostrato la sua idoneità per la sperimentazione umana ma non sono ancora arrivati alla sperimentazione diretta. Secondo Uribe il nuovo bisturi intelligente, segnerà un importante passo avanti nello sviluppo di un dispositivo specializzato nella rimozione ed individuazione dei tumori. Quindi, potrebbe volerci diverso tempo prima che il bisturi possa sostituire l’iKnife in sala operatoria, tutto dipenderà dalle sperimentazioni sul corpo umano e dai conseguenti risultati.

 

Floriana Tanzillo

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