Nuovo dispositivo rileva i coaguli di sangue

I ricercatori del Dipartimento di Ingegneria biomedica del Texas A&M University stanno lavorando a un nuovo metodo di rilevare i coaguli di sangue, specialmente nei pazienti pediatrici. I vasi sanguigni a differenza di quanto potrebbe mostrare un libro di testo di biologia, non hanno forma cilindrica dritta, sono tortuosi, nel senso che hanno complesse curve e spirali. Il sangue quando raggiunge queste curve, modifica la sua meccanica dei fluidi e le interazioni con la parete del vaso sanguigno: in una persona sana, questi cambiamenti sono in armonia con il microambiente tortuoso, ma quando sono malati, potrebbero portare a condizioni di flusso molto complesse, attivano proteine e cellule che alla fine portano a coaguli di sangue. La ricerca è stata pubblicata nella Rivista Nature Scientific Reports.
Abhishek Jain, assistente professore, ha affermato che una grande sfida in medicina è che i dispositivi medici utilizzati per rilevare i coaguli e valutare gli effetti dei farmaci anti-coagulazione del sangue sono interamente basati sulla chimica. Ha detto:
«Non incorporano il flusso attraverso i vasi sanguigni che ruotano e si attorcigliano naturalmente, che sono regolatori fisici della coagulazione del sangue, pertanto, le letture di questi attuali sistemi statici non sono altamente predittive, spesso danno luogo a falsi positivi o falsi negativi».
Abhishek Jain e il suo team di ricercatori del laboratorio del Texas A&M University per affrontare il problema hanno progettato un microdispositivo che imita i vasi sanguigni tortuosi e creato un microambiente malato in cui il sangue sotto flusso può rapidamente coagularsi. Hanno dimostrato che questo dispositivo biomimetico di coagulazione del sangue potrebbe essere utilizzato per progettare e monitorare farmaci somministrati a pazienti che soffrono di disturbi della coagulazione.
Abhishek Jain ha affermato di poter vedere diverse applicazioni per il dispositivo, tra cui unità di terapia intensiva e unità di cura del trauma militare. Ha detto:
«Può essere utilizzato nel rilevamento di disturbi della coagulazione e utilizzato nella medicina di precisione in cui si desidera monitorare le terapie pro-trombotiche o anti-trombotiche e ottimizzare l’approccio terapeutico».
Il team di ricercatori dopo aver sviluppato il dispositivo, lo ha portato sul campo per uno studio pilota, in collaborazione con Jun Teruya, capo della medicina trasfusionale presso il Texas Children’s Hospital e il Baylor College of Medicine, si è coordinato con i clinici per testare il dispositivo con pazienti pediatrici in terapia intensiva il cui cuore e polmoni non funzionavano correttamente, questi pazienti avevano bisogno di una macchina per l’Ossigenazione Extracorporea a Membrana (Ecmo), che fornisce supporto cardiaco e respiratorio in cambio di ossigeno e anidride carbonica.
La complicazione comune nell’Ecmo è la coagulazione del sangue, quindi ai pazienti vengono somministrati anticoagulanti per prevenire la coagulazione. Tuttavia, è noto anche che le macchine Ecmo “mangiano” le proteine e le piastrine della coagulazione, il che mette i pazienti anticoagulati a rischio ulteriore di sanguinamento. I pazienti pediatrici anticoagulati con Ecmo sono particolarmente inclini al sanguinamento.
Gli attuali test di coagulazione del sangue a base chimica sono costosi, richiedono molto tempo, possono essere inaffidabili e richiedere un tecnico qualificato. Il sistema microfluidico del team di Abhishek Jain basato sulla tortuosità, non richiede sostanze chimiche costose, è rapido, con risultati entro 10-15 minuti, utilizza un volume ridotto di campione di sangue ed è facile da usare.
Abhishek Jain ha detto:
«Il margine di errore è essenzialmente zero per questi pazienti, pertanto, è indispensabile che tutti i test, non solo i test di coagulazione, debbano funzionare e fornire ai medici informazioni rapide e affidabili sui loro pazienti in modo che possano fornire la migliore assistenza possibile».
Abhishek Jain avendo l’opportunità di testare il dispositivo con pazienti reali, ha detto:
«Insieme al mio team siamo stati in grado di dimostrare che il design del dispositivo potrebbe rilevare il sanguinamento in pazienti anticoagulati con conta piastrinica bassa, ciò può aiutare i medici per i loro pazienti a prendere migliori decisioni cliniche basate sull’evidenza. La fase successiva è la prosecuzione degli studi clinici per confrontare il nostro metodo ai metodi standard e, si spera, dimostrare i vantaggi chiave delle prestazioni».

Pino Silvestri

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Pino Silvestri, blogger per diletto, fondatore, autore di Virtualblognews, presente su Facebook e Twitter.
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