Impugnare una mela o portare alla bocca una tazzina di caffè: non sarà più un miraggio per Daniela (il nome di fantasia), una donna di 27 anni che un anno e mezzo fa ha perso il braccio destro a seguito di un grave incidente stradale e, fino ad oggi, ha potuto indossare soltanto una protesi cosmetica incapace di eseguire alcun movimento. Movimenti che saranno possibili dopo l'intervento (primo caso in Italia) riuscito oggi al Policlinico universitario Campus Bio-Medico ad opera del professor Vincenzo Denaro, Ordinario emerito di Ortopedia e Traumatologia dell’Ateneo, affiancato dalla sua équipe e dal professor Oskar Aszmann, chirurgo viennese che ha già effettuato interventi di questo tipo.
Controllare con il pensiero una protesi è un miraggio per le oltre 700 persone che ogni anno in Italia, per incidenti stradali, domestici o sul lavoro, perdono un arto superiore. Sono migliaia i pazienti che, nel tempo, nel nostro Paese hanno subito questa forma di amputazione, che impedisce loro di compiere anche i movimenti in apparenza più banali, ma impossibili per chi un braccio non lo ha più. E che invece potrebbero diventare presto nuovamente possibili.

L’intervento chirurgico di reinnervazione o TMR

A seguito della complessa operazione eseguita oggi su di lei, amputata all’altezza della spalla, tra circa sei mesi le potrà essere applicata una protesi di arto superiore che mossa da sensibili elettrodi di superficie, attivati dai vari fasci del muscolo grande pettorale e da altri muscoli del tronco adeguatamente rieducati, le consentirà di prendere e manipolare gli oggetti. «Questo grazie agli impulsi che dal cervello arriveranno ai muscoli – spiega Denaro, responsabile clinico del progetto – dove degli speciali elettrodi di superficie trasmetteranno gli impulsi celebrali al braccio bionico, con una intensità mille volte superiore al nervo vero e proprio». Viceversa, degli stimolatori applicati sulla pelle consentiranno di trasmettere al cervello le sensazioni tattili sulla consistenza degli oggetti impugnati dall’arto artificiale, consentendone una più efficace presa e manipolazione.

L’obiettivo della sperimentazione è la creazione di un centro di alta specializzazione per questo tipo di interventi che, per la prima volta in Italia, possa aprire un percorso di protesizzazione analogo anche a tutti gli altri soggetti con lo stesso tipo di amputazione.

La reinnervazione muscolare mirata o Targeted Muscle Reinnervation è una metodica complessa, che si pone l’obiettivo di sfruttare un muscolo come il grande pettorale, divenuto non più utile in un soggetto amputato all’altezza della spalla, reinnervandone i fasci attraverso le terminazioni dei nervi che una volta arrivavano fino alla mano del paziente e muovevano muscoli che oggi non ha più, trasformando questi fasci muscolari in ‘amplificatori biologici’ dei segnali nervosi che originariamente controllavano il distretto amputato. Così, il segnale mioelettrico prelevato dai muscoli, dopo la reinnervazione, permetterà il controllo simultaneo e intuitivo di una protesi con un numero elevato di articolazioni attive.

«L’operazione – aggiunge il Dottor Giovanni Di Pino, responsabile dell’Unità di Neurofisiologia e Neuroingegneria dell'interazione uomo-tecnologia e co-responsabile del progetto – è stata particolarmente delicata, perché si è dovuto prima denervare il grande muscolo pettorale e altre fasce muscolari, quindi prendere dal plesso brachiale i tre grandi nervi residui, radiale, mediano e ulnare, che muovono mano e polso, e applicarli alle fibre muscolari».

Un intervento avveniristico, con pochissimi precedenti nel mondo e che rappresenta la prima tappa di un percorso che prevede ora lo studio dei processi di stimolazione, seguito dall’apposizione degli elettrodi di superficie e infine della protesi intelligente, aggiunge il professor Vincenzo Di Lazzaro, Ordinario di Neurologia presso Ucbm e anche lui co-responsabile della sperimentazione. «Se la rieducazione funzionale di questi fasci andrà come speriamo, quando dal cervello partirà il comando per impugnare un oggetto o piegare il braccio, i tre grandi nervi genereranno delle contrazioni dei rispettivi fasci muscolari che gli elettrodi di superficie interpreteranno e trasformeranno in impulsi in grado di far muovere la protesi», chiarisce Di Lazzaro.

La fase di training intensivo necessaria per insegnare alla paziente a muovere l’arto bionico in modo appropriato dovrebbe durare circa tre mesi e avviarsi dopo i primi 4-6 mesi di riabilitazione, utili per il completamento del processo di reinnervazione muscolare. Per la prima volta, un paziente operato in Italia con amputazione di questo tipo, potrà controllare anche a livello dell’articolazione di spalla la protesi che sarà applicata dal Centro Protesi Inail.

La protesi bionica e le prospettive per gli amputati

La protesi – sottolinea Loredana Zollo, associato di Bioingegneria presso Ucbm e responsabile ingegneristico del progetto – è di tipo modulare, ovvero costituita da più moduli per il ripristino delle articolazioni di gomito, polso e mano e, in fase sperimentale, anche di spalla. «Verranno quindi utilizzate tecniche avanzate di classificazione basate su algoritmi di apprendimento autonomo applicati al segnale muscolare - spiega - per coordinare il moto dei diversi moduli protesici e rendere il controllo della protesi più naturale ed intuitivo possibile».

Questo intervento – dichiara Angelo Andretta, direttore del Centro Protesi Inail – costituisce «uno snodo cruciale del progetto di ricerca che stiamo realizzando in partnership con l’università Campus Bio-Medico di Roma e che ha come obiettivo quello di sviluppare pratiche cliniche che permettano di utilizzare appieno le più avanzate soluzioni protesiche rese oggi disponibili dalle nuove tecnologie, utilizzando metodiche innovative nel trattamento delle amputazioni di arto».