L'infortunio è un fatto triste di servizio militare, specialmente in tempo di guerra. Secondo uno studio condotto da scienziati dell'Università Uniformed Services of the Health Sciences, di gran lunga il più frequente sono le lesioni dei tessuti molli a pelle, grasso e muscoli.
Di questi, il danno muscolare è particolarmente difficile da curare. Oltre una certa dimensione - circa un centimetro cubo - il corpo semplicemente non può farlo. Di conseguenza, le persone che sperimentano questo tipo di trauma, chiamato perdita volumetrica muscolare, perdono la funzione del muscolo e sperimentano deformazioni, tessuto cicatriziale o muscoli contratti.
Secondo uno studio del 2015 sul Journal of Rehabilitation Research and Development (una pubblicazione peer-review pubblicata dal Dipartimento degli Affari dei Veterani), la perdita volumetrica di muscoli è in genere permanente.
"L'attuale standard primario di cura per le lesioni [perdita muscolare volumetrica] è la riabilitazione fisica", afferma Benjamin Corona, autore principale dello studio. “I casi documentati disponibili non indicano un significativo recupero funzionale a meno che non vengano utilizzate ortesi a ritorno di energia [apparecchi ortodontici o altri dispositivi]. La sola riabilitazione fisica non promuoverà la rigenerazione del tessuto perso. "
Corona e il suo team di ricercatori hanno esaminato i registri di oltre 500 membri del servizio che sono stati dimessi dall'esercito a causa di lesioni tra il 2001 e il 2007. Hanno scoperto che la maggior parte delle ossa rotte sostenute nel combattimento provocano ferite aperte e che mentre l'osso può spesso viene riparato, il muscolo viene lasciato danneggiato. I membri del servizio che hanno subito ossa rotte sono spesso esclusi dal servizio non a causa della rottura, ma a causa della disabilità dovuta alla ferita dei tessuti molli.
"Nonostante un'enorme attenzione prestata alla guarigione ossea dopo la frattura della tibia aperta di tipo III, sulla base dei risultati attuali è opportuno concludere che le complicanze dei tessuti molli apportano il maggior contributo alla disabilità degli arti salvati", hanno scritto gli autori. "Lo sviluppo di terapie che si occupano della [perdita volumetrica muscolare] ha il potenziale per colmare un vuoto significativo nella cura ortopedica."
Storicamente, il miglior corso di trattamento era usare un lembo di muscolo, da una parte diversa del corpo o ruotato da un muscolo collegato, per coprire la ferita. Questo aiuta a guarire, ma non può fornire l'uso normale di un muscolo non ferito, e quindi l'arto in cui si è verificata la lesione è spesso disabilitato permanentemente.
"Ci sono stati molti tentativi di sostituire i muscoli persi", afferma Li Ting Huang, uno scienziato del personale di Acelity, una società biotecnologica che fornisce tecnologia rigenerativa al Dipartimento della Difesa. "Questi [trasferimenti di lembi muscolari] in genere non funzionano troppo bene, perché per funzionare un muscolo ha bisogno dell'ervervazione, deve avere nervi che lo attraversano. Quindi è necessario ricollegare tutti i nervi e anche i vasi sanguigni, per mantenere vivo e funzionante il muscolo impiantato. Questo è qualcosa che è molto difficile da fare. "
Huang sta conducendo un nuovo progetto di tecnologia di rigenerazione muscolare, che mira a modificare la tecnologia esistente dell'azienda per risolvere la perdita volumetrica di muscoli.
"La cosa principale è, ovviamente, c'è il grande bisogno clinico insoddisfatto di un prodotto come questo, specialmente per la popolazione di pazienti che stiamo guardando, per militari e donne militari", afferma Huang.
Acelity è stata rinominata un paio di anni fa, ma le sue attività principali sono la rigenerazione delle ferite e i suoi prodotti possono essere trovati negli ospedali militari e di veterani, nonché in quelli pubblici e persino nelle zone di guerra. In primo luogo, includono la terapia delle ferite a pressione negativa (che estrae il fluido e porta sangue alla ferita), nastri di materiale organico chiamati matrici di tessuto per il recupero della ferita della pelle e una soluzione di conservazione che mantiene le matrici di tessuto vitali per un massimo di due anni.
Quelle matrici sono ciò da cui Huang sta saltando fuori mentre sviluppa la sua tecnologia di rigenerazione muscolare.
Comincia con un muscolo di maiale e usa un processo proprietario che spoglia il tessuto di tutti i componenti cellulari, che può causare infiammazione o addirittura essere respinto dal corpo. Il materiale risultante, chiamato matrice muscolare acellulare, sembra stranamente simile al muscolo reale, completo di trama e fibre, tranne che è pallido e quasi traslucido.
Quindi, la matrice viene impiantata chirurgicamente, avendo cura di allinearla per adattarla al tessuto esistente. Con la riabilitazione e la terapia per aiutare la crescita del tessuto muscolare esistente, Huang sostiene che può rimettere insieme i muscoli.
Un articolo più recente in Biomaterials di Corona esamina l'uso di matrici acellulari nella cura della perdita volumetrica di muscoli. La sua conclusione è meno rosea, concludendo che mentre si verifica il recupero muscolare, non è in grado di offrire la potenza necessaria al funzionamento del muscolo. "I dati esistenti non supportano la capacità degli scaffold biologici acellulari di promuovere un volume fisiologicamente significativo di tessuto muscolare scheletrico", ha scritto Corona e la coautrice Sarah Greising. Detto questo, aggiungono che "gli scaffold biologici acellulari rimangono uno strumento vitale per la riparazione del VML che dovrebbe continuare a essere sviluppato in congiunzione con altre strategie terapeutiche biomateriali, biologiche e riabilitative".
Huang afferma di aver ottenuto il processo per lavorare nei topi. Poi arrivano animali più grandi, e non vuole speculare più lontano, anche se dice che sta lavorando per espandere le dimensioni delle matrici, che erano originariamente di circa sei centimetri quadrati.
"Personalmente, per me, questo progetto è stato uno dei progetti più soddisfacenti a cui ho lavorato", afferma. "Soprattutto perché può aiutare una popolazione di pazienti che ha sacrificato così tanto per il nostro paese".
