Innovativa tecnica con microplasma per trattare l’otite media

Allo studio un nuovo approccio per migliorare il trattamento delle infezioni dell’orecchio medio e ridurre il ricorso agli antibiotici. Si basa su dispositivi jet array al microplasma.

otite media

Un gruppo di ricercatori dell’Università dell’Illinois sta sperimentando una nuova tecnica per il trattamento delle otiti medie, grazie alla messa a punto di dispositivi jet array al microplasma, che potrebbero ottimizzare l’efficacia degli antibiotici, contrastando le antibiotico-resistenze e fornendo nuovi strumenti terapeutici agli otorinolangoiatri.

Il team americano ha infatti progettato e testato una serie di dispositivi miniaturizzati jet array, realizzati con stampanti 3D, che producono microplasma, un composto di molecole reattive e particelle ionizzate. Dagli esperimenti effettuati, risulta chiaro che questa tecnica è in grado di inattivare lo Pseudomonas aeruginosa, uno dei batteri che più comunemente causano l’infezione.

Microplasma contro l’otite media

Sulla base di questi risultati, inoltre, il team americano ha costruito un prototipo di un nuovo speculum integrato con un jet array al microplasma per l’otoscopio, lo strumento diagnostico standard per l’orecchio.

Come spiegano i ricercatori, l’otite media è una delle principali cause di prescrizione di antibiotici in età pediatrica. Ma questo tipo di terapia non è efficace in più del 30% dei casi, spesso a causa dello sviluppo di un biofilm batterico nella cavità dell’orecchio medio, che aumenta la resistenza agli antibiotici nel tempo e favorisce l’insorgenza di infezioni ricorrenti.

Un gruppo di ricercatori, in un lavoro del 2018, aveva dimostrato che microplasmi prodotti da dispositivi jet array erano in grado di distruggere i batteri dei biofilm.

In questo studio sono stati sviluppati dispositivi jet array miniaturizzati per verificarne le potenzialità terapeutiche nel trattamento con microplasma dell’otite media. È stata utilizzata una membrana artificiale che simula il timpano per far crescere e ricreare i biofilm di P. aeruginosa aderenti al timpano.

Otoscopio integrato al plasma freddo (figura principale) e dell’auricolare (dettaglio) per il potenziale trattamento delle infezioni dell’orecchio medio. Credit: Jungeun Won

Modello e simulazione

Inoltre, per studiare gli effetti antimicrobici del microplasma sui batteri del timpano, è stato costruito un modello dell’orecchio medio con un timpano di ratto asportato chirurgicamente e una camera, che simula i batteri contenuti nella cavità chiusa dell’orecchio medio quando l’otite media è in corso. Il timpano di ratto trattato con microplasma è stato monitorato e valutato da un sistema personalizzato di tomografia a coerenza ottica in combinazione con l’istologia.

L’esperimento in vitro ha mostrato un’efficace inattivazione di P. aeruginosa, misurata attraverso la riduzione del numero e del diametro delle colonie batteriche dopo esposizioni al microplasma di diversa durata.

Conclusioni e prospettive

Lo studio dimostra il potenziale di questa tecnica di trattamento dell’otite media, che potrebbe essere utilizzata sia in sinergia con gli antibiotici, sia da sola. Sono necessari, naturalmente, ulteriori approfondimenti e indagini in vivo.

Inoltre, al momento è stato studiato l’effetto del jet array al microplasma soltanto sull’infezione batterica da Pseudomonas aeruginos, e andrebbero indagati anche gli altri tre ceppi batterici che più di frequente sono responsabili dell’otite media, come l’Haemophilus influenzae, lo Streptococcus pneumoniae e la Moraxella catarrhalis.

Reference

Sun PP, Won J, Choo-Kang G et al. Inactivation and sensitization of Pseudomonas aeruginosa by microplasma jet array for treating otitis media. npj Biofilms Microbiomes 7, 48 (2021). https://doi.org/10.1038/s41522-021-00219-2

Sun PP, Araud EM, Huang C et al. Disintegration of simulated drinking water biofilms with arrays of microchannel plasma jets. npj Biofilms Microbiomes 4, 24 (2018). https://doi.org/10.1038/s41522-018-0063-4

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Raffaella Tavan