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Tecnologie di supporto

Disfunzione vescicale: la nuova tecnologia closed-loop nel trattamento della vescica neurologica

Ritenzione o incontinenza urinaria, minzione frequente sono sintomi importanti di una condizione clinica non ancora risolta, quale la vescica neurologica, vale a dire una disfunzione minzionale conseguente ad un danno neurologico che altera i meccanismi di controllo da parte del sistema nervoso centrale.

La vescica fa parte del sistema urinario ed è un organo cavo muscolo-membranoso, di forma grossolanamente ovoidale – situato sulla linea mediana, nel piccolo bacino, intercalato tra gli ureteri e l’uretra – in cui si raccolgono le urine, prima di essere emesse con la minzione.

Treccani

Anatomia del problema: il controllo della minzione

La vescica urinaria è collegata al sistema nervoso centrale per mezzo di nervi periferici afferenti (o sensitivi)nervi periferici efferenti (o motori): i primi raccolgono le informazioni per il sistema nervoso centrale riguardo al grado di riempimento della vescica; mentre i secondi trasmettono la risposta del sistema nervoso centrale attraverso impulsi atti a svuotare l’organo. Tra le cause che alterano tale sistema di regolazione sia della fase di riempimento sia di svuotamento vi sono: il morbo di Parkinson, la sclerosi multipla, gli infortuni della colonna vertebrale, nonché lo stato di gravidanza, etc.

Prognosi

La tempestività di diagnosi e di una corretta terapia per il paziente sono tra gli obiettivi principali in caso di trattamento della vescica neurologica. Tra i diversi tipi di esami urodinamici che studiano le fasi di immagazzinamento (nella vescica) e rilascio (attraverso l’uretra) dell’urina, il più importante e messo “in discussione” è la cistometria. Tra le misure di tale test diagnostico vi sono la pressione all’interno della vescica e la forza contrattile della sua parete muscolare. Tuttavia, dopo l’esecuzione di un esame urodinamico, il paziente può essere vittima di uno stress fisico testimoniato da una sensazione di bruciore durante la minzione o, raramente, dalla presenza di sangue nelle urine (ematuria) per non più di 24 ore; inoltre, se si utilizzano anche cateteri uretrali o vescicali esiste la possibilità di infezione delle vie urinarie.

La neuromodulazione dei nervi sacrali: la soluzione definitiva?

La neuromodulazione sacrale (NMS) prevede l’impianto chirurgico di un piccolo dispositivo (simile ad un pacemaker) che invia impulsi elettrici di bassa intensità ai nervi sacrali deputati al controllo della vescica e dei muscoli legati alla funzione urinaria. Se il cervello ed i nervi sacrali non comunicano correttamente, ciò può causare i sintomi della ritenzione urinaria. Stimolando le radici sacrali con una corrente elettrica di bassa intensità, la stimolazione elettrica del terzo nervo sacrale permette la corretta comunicazione ai fini del trattamento per le disfunzioni vescicali croniche. Tuttavia, anche i pazienti con tale dispositivo di NMS non sono esenti da possibili infezioni, erosioni o allergie.

Il circuito impiantabile ideale

Se da un lato la NMS rappresenta un metodo efficace per alleviare i sintomi della disfunzione vescicale, dall’altro la maggior parte dei suddetti pacemaker impiantabili non dispongono di un sistema di feedback ad anello chiuso (closed-loop) in grado di rilevare la pressione intravescicale in tempo reale e, conseguentemente, confrontarlo con il valore soglia di svuotamento a seguito della fase di riempimento. Il nuovo tipo di circuito ideale impiantabile, a seguito di intervento chirurgico mini-ivasivo, richiede la progettazione di un device di lunga durata senza fili (wireless). I gruppi di ricerca hanno condotto differenti studi su alcuni sistemi innovativi, ma “ingombranti” a causa della loro alimentazione a batteria e quindi di difficile impianto.

Una nuova progettazione

Un team di ricerca di Pechino ha progettato un sistema di monitoraggio della pressione vescicale wireless e che non richiede alimentazione a batteria, perciò impiantabile.

Il dispositivo presenta diversi vantaggi e caratteristiche:

  • evita gli effetti negativi della batteria in termini di peso e di spazio;
  • misura la pressione della vescica in tempo reale dopo l’impianto nella cavità vescicale e trasmette i dati ad un ricevitore esterno tramite BLE (Bluetooth Low Energy);
  • il ricevitore è un dispositivo mobile Android che visualizza i dati di pressione in un grafico dell’onda tramite un’App personalizzata;
  • un lato del modulo dell’impianto è il circuito BLE e l’altro lato è il circuito sensore. La dimensione effettiva dopo l’incapsulamento è di 17*13*3 mm.
  • Per garantire la sicurezza dell’impianto a lungo termine, nonché per evitare che le urine possano corrodere il modulo impianto, quest’ultimo è stato protetto e fabbricato in gomma siliconica.

Esperimenti in vitro e in vivo

Gli esperimenti in vitro hanno dimostrato che le prestazioni del sistema sono in grado di soddisfare il requisito di monitoraggio della pressione della vescica. Per gli esperimenti in vivo si sono utilizzati conigli come modello animale per verificare l’efficacia del sistema. In pratica, dieci conigli sono stati selezionati casualmente per condurre un esperimento di impianto a lungo termine di otto settimane circa : in alcuni conigli sono stati impiantati i sensori protetti da uno strato di gel di silice per evitare la corrosione delle urine; altri conigli sono stati dotati di moduli di impianto non protetti ed il resto costituiva i gruppi di controllo. I risultati dei test mostrano che l’intero sistema closed-loop funziona ancora dopo otto settimane. Tuttavia, la sensibilità di misura diminuisce a causa del gel di silice e di varie incrostazioni minerali. Alla fine dell’esperimento di impianto a lungo termine, i tessuti della vescica sono stati rimossi dai conigli sacrificati, dimostrando così che non esiste nessuna risposta infiammatoria nello spessore della parete della vescica tra il gruppo sperimentale e il gruppo di controllo.

Prospettive incoraggianti

Dunque anche se il nostro sistema può funzionare senza batterie, ci sono ancora alcuni miglioramenti da apportarecome l’uso di un altro materiale di rivestimento superficiale che impedisca le incrostazioni minerali – e, combinando tale circuito con il sistema di stimolazione nervosa, si può aiutare il paziente nel gestire efficacemente la sintomatologia difficile della vescica neurologica.

Bibliografia
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Informazioni autore

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Noemi Maria Giorgiano

È iscritta al quarto anno di Medicina e Chirurgia all'Università de La Sapienza (Latina) ed è impegnata nella organizzazione di Iniziative Culturali per tutti gli studenti. È appassionata verso la continua ricerca sperimentale applicata nel campo della Chirurgia e alla corretta divulgazione delle argomentazioni scientifiche.

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