Neurochirurgia, cerotto attivato dalla luce sigilla la dura madre in 5 secondi

Il nuovo patch, a base di acido ialuronico, consente una chiusura rapida e impermeabile. Il nuovo sistema riduce le complicanze post-operatorie

Un nuovo cerotto tissutale attivato dalla luce visibile promette di rivoluzionare la chiusura delle lesioni della dura madre in neurochirurgia. Sviluppato da un team sudcoreano, il dispositivo consente una sigillatura rapida, ermetica e senza suture, riducendo il rischio di perdite di liquido cerebrospinale e complicanze post-operatorie. Il sistema, stando a quanto pubblicato sulle pagine del Chemical Engineering Journal, combina adesione elevata, minimo rigonfiamento e alta biocompatibilità, aprendo scenari applicativi che vanno ben oltre la sala operatoria neurologica.

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Durotomia: una complicanza ancora frequente

La durotomia, ovvero la lacerazione della dura madre che protegge cervello e midollo spinale, rappresenta una complicanza comune negli interventi neurochirurgici, sia programmati sia accidentali. Le stime indicano un’incidenza che può raggiungere circa il 32% delle procedure.

La rottura della barriera durale può causare perdite di liquido cerebrospinale (CSF), con conseguenze cliniche rilevanti: ritardi nella guarigione, cefalee da bassa pressione, aumento del rischio infettivo e, nei casi più gravi, meningite o aracnoidite.

Garantire una chiusura durale perfettamente impermeabile rimane quindi un obiettivo cruciale per la sicurezza del paziente e il buon esito dell’intervento.

Limiti delle tecniche di chiusura tradizionali

La sutura rappresenta tuttora lo standard di riferimento per la chiusura della dura madre. Tuttavia, questa tecnica presenta limiti strutturali: richiede tempo, elevata precisione e comporta ulteriori microlesioni dovute alle punture dell’ago. Negli ultimi anni, si è diffuso l’uso di adesivi tissutali come alternativa alle suture, grazie alla loro applicazione più rapida.

Ma molti sigillanti attualmente in uso soffrono di problemi rilevanti. I collanti liquidi tendono a fluire in modo incontrollato, con il rischio di penetrare nel tessuto nervoso. Inoltre, il loro rigonfiamento eccessivo può generare un effetto massa indesiderato. I patch adesivi, pur offrendo maggiore controllo locale, richiedono spesso compressione prolungata per garantire l’adesione e possono causare aderenze tissutali post-operatorie, con dolore cronico o danni neurologici.

Il concetto Janus applicato alla neurochirurgia

Per superare questi limiti, la ricerca ha esplorato i patch tissutali Janus, caratterizzati da due superfici funzionalmente diverse: una fortemente adesiva verso il tessuto lesionato e una anti-adesiva e lubrificante verso i tessuti sani circostanti.

Tuttavia, la maggior parte dei patch Janus sviluppati finora utilizza materiali multipli e processi di fabbricazione complessi, difficili da trasferire su scala clinica e industriale.

Serviva un approccio più semplice, sicuro e riproducibile.

Un patch monolitico attivato dalla luce visibile

La svolta arriva da un team di ricerca sudcoreano guidato dal professor Seung Yun Yang, del Dipartimento di Biomaterials Science della Pusan National University. Il gruppo ha sviluppato un patch durale Janus monolitico, realizzato a partire da acido ialuronico fotoreticolabile, attivabile tramite luce visibile non tossica.

“Realizzato con un biopolimero naturale come l’acido ialuronico, il nostro patch offre una forte adesione in ambiente umido e, allo stesso tempo, una superficie lubrificante che previene adesioni indesiderate dopo l’esposizione a luce visibile a bassa energia”, spiega Seung Yun Yang.

Come funziona il nuovo cerotto durale

L’acido ialuronico è stato scelto per la sua eccellente biocompatibilità, per le sue proprietà anti-adesive intrinseche e per la capacità di trattenere acqua senza indurre infiammazione.

Per renderlo fotosensibile, i ricercatori hanno modificato chimicamente il polimero introducendo gruppi metacrilato (MA) e 4-pentenoato (PA). La soluzione ottenuta viene liofilizzata, generando una struttura con porosità asimmetrica: una superficie densa, ricca di polimero, e una superficie porosa a concentrazione inferiore. Il patch viene poi compresso fino a uno spessore di circa 0,2 millimetri, migliorando l’adattamento ai tessuti umidi.

Prestazioni meccaniche e biologiche

I test di laboratorio hanno mostrato che il patch è in grado di sigillare completamente una lesione durale in soli 5 secondi, utilizzando luce visibile a bassa energia (405 nm, <1 J/cm²).

La superficie adesiva esterna ha raggiunto una pressione di scoppio fino a 208,5 mmHg, circa dieci volte superiore alla pressione intracranica fisiologica.

L’attrito risulta ridotto del 50% rispetto ai sigillanti durali convenzionali. L’adesione, inoltre, è risultata fino a dieci volte superiore a quella dei prodotti commerciali attualmente disponibili.

Dal punto di vista della sicurezza, il patch mostra un rigonfiamento inferiore al 200% e un aumento di peso di circa 0,1 grammi, riducendo drasticamente il rischio di effetto massa.
Elevata anche la flessibilità, elasticità e compatibilità biologica.

Test in vivo e risultati preclinici

Il team ha valutato il dispositivo in un modello animale di durotomia nel coniglio. Il patch ha garantito una chiusura rapida ed efficace, senza danni al cranio, alla dura madre o al tessuto cerebrale sottostante. Non sono state osservate alterazioni degenerative né reazioni avverse significative. Secondo i ricercatori, la tecnologia consente di ridurre sensibilmente il rischio di perdite di liquido cerebrospinale nel post-operatorio, uno dei principali problemi della neurochirurgia.

Verso la clinica e oltre

Il patch fotoreticolabile è stato trasferito alla biotech SNvia, che ha già avviato strutture per la produzione su larga scala di acido ialuronico fotocurabile. Gli studi non clinici dovrebbero concludersi entro la prima metà del 2026, seguiti dalla richiesta di avvio di trial clinici presso il Ministero sudcoreano per la Sicurezza Alimentare e dei Farmaci.

Oltre alla neurochirurgia, l’elevata adesione in ambiente umido suggerisce applicazioni future come patch per il rilascio controllato di farmaci, costrutti cellulari e tessuti artificiali. Il lavoro fornisce anche una solida evidenza della sicurezza clinica dell’acido ialuronico fotoreticolabile, ampliandone il potenziale utilizzo medico.

A cura della Redazione GTNews

Lo studio completo:
Chemical Engineering Journal