Hanno appena le dimensioni di una miniatura, in grado di comunicare tra loro e di rispondere l’un l’altro, e progettati per rendere la vita più facile alle persone con limitazioni funzionali. Stiamo parlando di una nuova generazione di micro impianti interattivi sviluppati dal cluster di innovazione INTAKT, finanziato dal Ministero federale tedesco dell’Istruzione e della ricerca (BMBF) e coordinato dal Fraunhofer Institute for Biomedical Engineering IBMT. Questi assistenti in miniatura possono fungere da stimolo in caso di tinnito o disturbi del tratto digerente o aiutare la mano di una persona a riacquistare la capacità di presa.
Come cambia la qualità della vita
Lo sviluppo di minuscoli assistenti che possono essere impiantati nel corpo ha lo scopo di migliorare la qualità della vita delle persone con limitazioni funzionali. Gli impianti attivi come i pacemaker cerebrali o cardiaci possono stimolare i nervi mediante impulsi elettrici. A differenza di molti farmaci, hanno un effetto locale diretto. Poiché funzionano utilizzando segnali elettrici, non hanno praticamente effetti collaterali. Tuttavia, presentano alcuni aspetti negativi: ad esempio, i collegamenti dei cavi tra l’impianto centrale e gli elettrodi possono rompersi e le loro batterie devono essere sostituite regolarmente. Finanziato dal Ministero federale tedesco dell’Istruzione e della ricerca (BMBF), il cluster di innovazione INTAKT (Interactive Microimplants) è stato istituito con l’obiettivo di sviluppare una nuova generazione di microimpianti attivi e connessi in modalità wireless che potrebbero essere impiantati nel corpo per tutta la vita. Guidati da Fraunhofer IBMT, i 18 partner del cluster provenienti dall’industria, dalla scienza e dal settore medico hanno sviluppato una rete di un massimo di dodici microimpianti in grado di comunicare tra loro in modalità wireless, sicura e in tempo reale.
Impianti che si adattavi ad ogni esigenza
Oltre a comunicare tra loro, gli impianti consentono anche al paziente e al medico di comunicare con la rete dall’esterno in qualsiasi momento. “Il paziente può configurare i propri impianti in base alle proprie esigenze attuali in qualsiasi momento tramite il proprio laptop o smartphone e ottimizzare il processo di trattamento o recupero in consultazione con il proprio medico”, spiega il Prof. Klaus-Peter Hoffmann, ex capo dell’ingegneria biomedica presso Fraunhofer IBMT . Ciò consente a medici e pazienti di collaborare a parità di condizioni.
Le aree di interesse
Per il progetto di ricerca congiunto INTAKT, i partner del cluster hanno scelto tre aree di applicazione: trattare l’acufene stimolando la coclea, alleviare i disturbi della motilità stimolando, ritardando o coordinando i movimenti intestinali e ripristinando almeno parzialmente la capacità di presa della mano nei casi di paraplegia.
Le batterie si caricano in modo induttivo e adattativo
La questione dell’approvvigionamento energetico, tuttavia, sta causando un rallentamento nel processo di sviluppo di queste miniature high-tech. Le batterie occupano spazio e devono essere sostituite regolarmente. Ciò è particolarmente problematico quando si ha a che fare con una rete di impianti perché il consumo energetico di ciascun dispositivo è diverso a seconda di come viene utilizzato. Il cluster INTAKT sta invece optando per la ricarica induttiva. Ciò significa che l’unità di controllo centrale può alimentare in modo affidabile la rete di impianti con energia, 24 ore al giorno. Il paziente può indossare questa stazione base sia come bracciale attorno al braccio o all’addome o come dispositivo indossabile all’orecchio. “Questa fornitura di energia esterna assicura che la rete implantare rimanga stabile a lungo termine”, sottolinea il Prof. Hoffmann.
I test preclinici iniziali e le prove con utenti sperimentali hanno dimostrato che le applicazioni sviluppate finora dal cluster INTAKT funzionano come dovrebbero. Questo è solo il primo passo sulla lunga strada che si conclude con l’applicazione dello sviluppo alla pratica clinica in modo che possa essere utilizzato per aiutare i pazienti.
