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Impiantare arti artificiali nel corpo
Johnny Matheny, un ex fornaio commerciale di Redhouse, Virginia, ha perso il braccio sinistro a causa di un cancro alle ossa nel 2008. Ora indossa una protesi a forma di uncino legata al petto; può laboriosamente aprire e chiudere il gancio e muovere il braccio su e giù flettendo alcuni muscoli. Ma sta aspettando avidamente una nuova tecnologia che pensa funzionerà molto meglio: un dispositivo impiantato chirurgicamente che si attacca direttamente all'osso, consentendo potenzialmente una gamma di movimento superiore e un controllo più preciso.
Migliori connessioni: Questa è una radiografia di una donna che ha perso parte del braccio negli attentati della metropolitana di Londra del 2005. Usa un arto artificiale che si aggancia a un connettore attaccato direttamente all'osso rimanente. Adesso nuota con la protesi tutti i giorni.
I dispositivi sono stati testati sulle persone per più di un decennio in Europa, ma comportano rischi significativi. Poiché richiedono una connessione che sporga attraverso la pelle, le infezioni sono abbastanza comuni e spesso richiedono interventi chirurgici secondari. Scienziati in Europa e negli Stati Uniti stanno cercando di sviluppare modi per integrare meglio il dispositivo con il corpo, creando connessioni più forti tra metallo, ossa e carne, al fine di ridurre questo rischio.
Siamo molto fiduciosi. Il fatto che le persone che hanno ricevuto gli impianti siano deambulanti significa che la loro qualità di vita è ovviamente molto migliore di prima, afferma Grant McGimpsey , direttore del Bioengineering Institute presso il Worcester Polytechnic Institute. Ma dobbiamo pensare ai [rischi di infezione] prima di implementarlo in un gran numero di persone. Cerchiamo una soluzione protesica che durerà 70 anni.
Le protesi attualmente disponibili per gli amputati si adattano al moncone di chi le indossa. Sebbene possano migliorare notevolmente la qualità della vita, consentendo a molte persone di camminare, ad esempio, presentano anche gravi svantaggi. Camminare può essere piuttosto doloroso e l'attrito tra il moncone e l'incavo della protesi può portare a piaghe croniche e infezioni. In modo schiacciante, il motivo principale per cui le persone non possono camminare dopo l'amputazione è perché non possono indossare una presa, Richard McGough, un chirurgo ortopedico presso l'Università di Pittsburgh.
Con i cosiddetti impianti osteointegrati, che si attaccano direttamente all'osso, un dispositivo cilindrico viene inserito chirurgicamente nella cavità dell'osso rimanente. L'obiettivo è incoraggiare l'osso a crescere nel metallo, in modo simile a ciò che accade dopo gli interventi di sostituzione articolare. L'arto artificiale stesso si aggancia ad un corto connettore che fuoriesce dalla pelle, eliminando alcuni problemi di protesi alveolare.
Ad oggi molti degli impianti di questo tipo sono stati eseguiti in Germania, sotto la guida di Horst Aschoff, direttore del dipartimento di Chirurgia Plastica, Mano e Ricostruttiva presso il Clinica Sana , a Lubecca. Il suo team ha curato più di 50 pazienti negli ultimi dieci anni. La ricerca di Aschoff mostra che le persone con impianti agli arti inferiori si muovono in modo più naturale rispetto a quelle con protesi tradizionali, hanno un'andatura più simmetrica e utilizzano meno energia per eseguire lo stesso movimento.
Ma la procedura è ancora piuttosto rischiosa. L'ostacolo più grande è la paura dell'infezione, afferma McGough, che ha collaborato con Aschoff. Non ci sono molti altri sistemi in medicina in cui si ha deliberatamente un pezzo di metallo che spunta dalla pelle. Secondo un sondaggio su 40 pazienti di Aschoff che hanno ricevuto impianti tra il 2003 e il 2009, circa la metà ha dovuto sottoporsi a un secondo intervento chirurgico per far fronte a infezioni o altre complicazioni. A cinque sono stati rimossi gli impianti. Tuttavia, 38 dei 40 hanno affermato che si sarebbero sottoposti nuovamente all'intervento chirurgico originale.
Il team di Aschoff ha seguito il modello di un dente. Il gruppo teorizza che un impianto ben ancorato, in cui l'osso è cresciuto nel metallo, impedirà ai batteri di migrare nell'osso e causare infezioni pericolose. (I batteri nella nostra bocca, ad esempio, di solito rimangono sulle superfici dei nostri denti, lingua e gengive.) Gordon Blunn , capo del Centre for Bio-Medical Engineering presso l'University College di Londra, ha adottato una strategia un po' diversa, ispirandosi al cervo, le cui corna forniscono un modello naturale per un'interfaccia sana tra pelle e ossa.
Come parte della normale guarigione della ferita dopo l'intervento chirurgico, i bordi delle sezioni di pelle affettate cercheranno di unirsi, crescendo verso il basso lungo il pin del connettore dell'impianto protesico alla ricerca di un altro pezzo di pelle. Ma questo produce una tasca che può raccogliere lo sporco e aumentare le possibilità di infezione. Il team di Blunn ha concentrato i suoi sforzi sull'incoraggiare la pelle a formare un sigillo stretto attorno all'impianto, riducendo così il rischio di infezione. I cervi sembrano farlo attraverso i pori dilatati nell'osso appena sotto la pelle. Questi pori incoraggiano l'adesione dei tessuti molli. Blunn e colleghi hanno imitato questo processo aggiungendo una flangia porosa, impiantata appena sotto la pelle, incoraggiando la formazione di un sigillo cutaneo ottimale. Blunn è consulente scientifico per Impianti Stanmore , che mira a commercializzare la tecnologia.
Finora la sua squadra ha attaccato chirurgicamente degli impianti a quattro persone, una delle quali era un amputato di un arto inferiore che ha scalato il Kilimangiaro con la sua gamba protesica a settembre. (Uno dei soggetti più famosi di Blunn è il gatto Oscar, che ha ricevuto due protesi agli arti posteriori dopo un incidente che ha coinvolto una mietitrebbia un anno fa. Due mesi dopo aver ricevuto gli impianti, Oscar potrebbe correre.)
Con disappunto di Matheny, i test sugli esseri umani non sono ancora iniziati negli Stati Uniti. Ciò è dovuto in gran parte all'alto rischio di infezione, ma Matheny afferma che è una possibilità che è disposto a cogliere. McGough, che è il chirurgo di Matheny, fa parte di un team che lavora con scienziati europei e altri gruppi negli Stati Uniti per ottenere l'approvazione della Food and Drug Administration degli Stati Uniti per portare questa tecnologia negli Stati Uniti.
Penso che questo cambierà tutto per gli amputati, dice McGough. Il chirurgo si è recato in Germania per apprendere la procedura e ha già applicato un impianto a un paziente. Spera che Matheny sarà il prossimo; i ricercatori gli hanno già costruito un dispositivo progettato su misura. Per motivi legali, l'intervento deve avvenire in Germania. E non ho ancora i soldi per andarci, dice Matheny.