Progettazione e studio di un dispositivo impiantabile con tecnologia QMR per il trattamento del glioblastoma

Glioblastoma multiforme is considered to be the brain cancer with the highest mortality and recurrence rate, due to the high proliferation rate and cell invasiveness. Patients have a poor prognosis, with a survival rate of 14-15 months, despite the combination of chemotherapy with temozolomide and radiotherapy. Telea Electronic Engineering S.r.l proposes to use the nonionising electromagnetic fields produced by molecular quantum technology as a therapeutic application to this pathology, taking advantage of their safety, low toxicity and the possibility of being combined with other therapies. Molecular quantum resonance QMR, (for which the company Telea Electronic Engineering S.r.l. holds the patent) has proved, following in vitro studies carried out over the last few years, to be a possible substitute for radio-chemotherapy, thanks to its selective capacity with respect to healthy cells. In the first part of this research, after an introduction to the theory of QMR and a mention of neoplasms of the central nervous system, the anti-tumour efficacy at the cellular level of quantum molecular resonance is presented, as shown by in vitro studies carried out at the Advanced Cellular Technologies Laboratory in Vicenza, published in the British Journal of Cancer 2022. The main part of the work shows the setup under design for the implantable device for the therapy of glioblastoma by localised application of QMR current. The tests carried out to evaluate two different modalities of signal transmission at the surgical resection site are presented: by capacitive coupling and by direct percutaneous route. The evidence led to a preference for the percutaneous configuration. The transmission of current by electrodes in direct contact with the tissue can cause a localised temperature rise caused by contact resistance. This issue was investigated during the design and the integration of a temperature control system during therapy delivery was proposed for future development. In the last chapter of the paper, possible future developments of the project are discussed, from the necessary steps for placing the device on the EC market to the design of a fully implantable device.

Il glioblastoma multiforme è considerato il tumore cerebrale con il più alto tasso di mortalità e recidiva, a causa dell'elevato tasso di proliferazione e invasività cellulare. I pazienti hanno una prognosi infausta, con un tasso di sopravvivenza di 14-15 mesi, nonostante la combinazione di chemioterapia con temozolomide e radioterapia. Telea Electronic Engineering S.r.l. si propone di utilizzare i campi elettromagnetici non ionizzanti prodotti dalla tecnologia quantica molecolare come possibile applicazione terapeutica nei confronti di questa patologia, grazie alla loro sicurezza, la bassa tossicità e la possibilità di essere combinati con altre terapie. La risonanza quantica molecolare QMR, (per la quale la Telea Electronic Engineering S.r.l. detiene il brevetto) si è dimostrata, a seguito di studi in vitro studi condotti negli ultimi anni, di essere un possibile sostituto della radio-chemioterapia, grazie alla sua caratteristica di selettività nei confronti delle cellule sane. Nella prima parte di questo elaborato, dopo un'introduzione sulla teoria della QMR ed un accenno alle neoplasie del sistema nervoso centrale, viene presentata l'efficacia antitumorale a livello cellulare della tecnologia come dimostrato da studi in vitro condotti presso il Laboratorio di Terapie Cellulari Avanzate di Vicenza, pubblicati sul British Journal of Cancer 2022. La parte centrale del lavoro mostra la configurazione, in fase di progettazione, del dispositivo impiantabile per la terapia del glioblastoma mediante applicazione localizzata di corrente QMR. Sono riportati i test eseguiti per valutare due diverse modalità di trasmissione del segnale al sito di resezione chirurgica: per accoppiamento capacitivo e per via percutanea diretta. Le prove hanno portato a privilegiare la configurazione percutanea. La trasmissione di energia da parte di elettrodi a diretto contatto con il tessuto può causare un aumento di temperatura localizzato a causa della resistenza al contatto. Questo problema è stato esaminato nel corso della progettazione ed è stata proposta l'integrazione di un sistema di controllo della temperatura durante l'erogazione della terapia. Nell'ultimo capitolo del documento, vengono discussi i possibili sviluppi futuri del progetto, dai passi necessari per l'immissione del dispositivo sul mercato CE alla progettazione di un dispositivo completamente impiantabile.