Controllare il rilascio del principio attivo tramite la luce

Per ridurre i costi di cura e alleggerire il carico di lavoro del personale sanitario, i ricercatori dell’Empa stanno lavorando a nuovi metodi di trattamento per le ferite croniche. Il team guidato da Luciano Boesel e Giorgia Giovannini del dipartimento «Biomimetic Membranes and Textiles» di San Gallo ha sviluppato un materiale che, sotto l’azione della luce, rilascia in modo controllato i principi attivi e potrebbe così migliorare l’efficacia del trattamento e ridurne gli effetti collaterali.

A tal fine, i ricercatori hanno caricato delle nanoparticelle di biossido di silicio con la clorexidina, un comune disinfettante per ferite. Successivamente, le hanno rivestite con un involucro polimerico arricchito con speciali fotoswitch molecolari. Quando questi fotoswitch vengono irradiati con luce LED visibile, modificano la loro struttura, provocando il rigonfiamento dell’involucro polimerico e un aumento della sua permeabilità all’acqua. In questo modo, la clorexidina può fuoriuscire dal nucleo di biossido di silicio. Quando la luce LED viene spenta, le molecole di polimero si contraggono e riprendono la loro forma originale, impermeabile all’acqua.

«Incorporato in un cerotto, questo sistema consente una disinfezione controllata della ferita», spiega Boesel. «È possibile regolare il momento e la dose del principio attivo rilasciato variando la durata o l’intensità dell’irradiazione e la lunghezza d’onda della luce.»

Consentire un trattamento personalizzato delle ferite

Il sistema rilascia il principio attivo in modo controllato. Rispetto ad altri cerotti, presenta quindi il vantaggio di dosare con precisione il farmaco, riducendo così il rischio che i batteri presenti nella ferita sviluppino resistenze. «L’ideale sarebbe poter combinare questo nuovo sistema di rilascio del principio attivo controllato dalla luce con un sensore per ferite in grado di determinare costantemente il numero e il tipo di batteri presenti nella ferita», aggiunge Boesel.

Un sensore per ferite, come quello sviluppato dall’Empa nel 2025, consentirebbe un ulteriore sviluppo del cerotto: infatti le nanoparticelle di biossido di silicio possono essere caricate non solo con un disinfettante per ferite, ma anche con altri principi attivi terapeutici, e il rivestimento polimerico può essere dotato di diversi fotoswitch. A seconda della lunghezza d’onda della luce con cui si irradia il cerotto, questo attiva diversi fotoswitch. La ferita potrebbe così essere trattata in modo mirato proprio con il principio attivo necessario in quel momento, in base all’infezione batterica rilevata. «Sarebbe un passo importante verso un trattamento personalizzato delle ferite», sottolinea Boesel. Egli ritiene che uno dei principali svantaggi degli attuali standard di trattamento delle ferite sia il fatto che la ferita venga sempre curata più o meno allo stesso modo, indipendentemente dai batteri che la colonizzano.

Si prevede di condurre uno studio clinico

Al momento non è ancora chiaro come e quando questo sistema di rilascio di principi attivi controllato dalla luce potrà essere effettivamente utilizzato nella pratica. Il team di Boesel lo ha sviluppato in laboratorio e finora lo ha testato esclusivamente in provetta. In una fase successiva dovrà essere adattato alle esigenze cliniche. «Siamo in contatto con diverse cliniche che sarebbero in linea di principio interessate a un sistema di questo tipo», afferma il responsabile della ricerca. Attualmente è alla ricerca di persone interessate che possano sviluppare ulteriormente il sistema nell’ambito della loro tesi di dottorato. Successivamente, il sistema dovrà superare diverse fasi di studi clinici prima di ottenere l’autorizzazione in Svizzera come parte di un dispositivo medico.

Quindi, anche se tutto andasse per il meglio, le persone affette dalla sindrome del piede diabetico dovranno attendere ancora alcuni anni prima di poter beneficiare del cerotto high-tech con rilascio di principio attivo controllato dalla luce. Se però dovesse avere successo, consentirebbe loro di evitare numerose visite in ospedale. Non da ultimo, alleggerirebbe anche il carico sul sistema sanitario: anche se la produzione di questi cerotti fosse più costosa rispetto a quella dei cerotti tradizionali, tali costi verrebbero più che compensati dal minor fabbisogno di personale.

Pubblicazione originale: Clerc, M., Zuber, F., Oberhänsli, L., Elbs-Glatz, Y., Miguel, M. M., Kissling, V. M., … Giovannini, G.: Rilascio fotocontrollato di farmaci antibatterici da particelle di silice rivestite con DASA per un trattamento migliorato delle infezioni delle ferite, Advanced Functional Materials (2026), 36(38), e31727 (13 pp.); DOI: 10.1002/adfm.202531727