Sia per gli atleti che per i guerrieri del fine settimana, il ritorno da un infortunio al tendine troppo presto garantisce un viaggio di ritorno alla terapia fisica. Però, una nuova tecnologia sviluppata dagli ingegneri dell'Università del Wisconsin-Madison potrebbe un giorno aiutare a capire se i tuoi tendini sono pronti per l'azione.

Un team di ricercatori guidati dal professore di ingegneria meccanica UW-Madison Darryl Thelen e dallo studente laureato Jack Martin ha ideato un nuovo approccio per misurare in modo non invasivo la tensione dei tendini mentre una persona è impegnata in attività come camminare o correre.

Questo progresso potrebbe fornire nuove intuizioni sul controllo motorio e sulla meccanica del movimento umano. Potrebbe anche applicarsi a campi che vanno dall'ortopedia, riabilitazione, ergonomia e sport. I ricercatori hanno descritto il loro approccio in un articolo pubblicato oggi (23 aprile 2018) sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

I muscoli generano movimento alle articolazioni tirando i tendini, che sono bande di tessuto che collegano i muscoli allo scheletro. Ma valutare le forze trasmesse dai tendini all'interno del corpo di una persona vivente è difficile.

"Attualmente, i wearable possono misurare i nostri movimenti, ma non forniscono informazioni sulle forze muscolari che generano il movimento, "dice Thelen, il cui lavoro è sostenuto dal National Institutes of Health.

Per vincere questa sfida, Thelen e i suoi collaboratori hanno sviluppato un semplice, dispositivo non invasivo che può essere facilmente montato sulla pelle sopra un tendine. Il dispositivo consente ai ricercatori di valutare la forza del tendine osservando come cambiano le caratteristiche vibrazionali del tendine quando è sottoposto a carico, come durante il movimento.

Questo fenomeno è simile a una corda di chitarra, dove la tensione della corda cambia la risposta vibrazionale. Quando si pizzica una corda di chitarra, la velocità dell'onda che viaggia lungo la corda, e quindi la frequenza di vibrazione, è legato alla tensione, o forza, applicato alla stringa.

"Abbiamo trovato un modo per misurare le caratteristiche vibrazionali, in questo caso, la velocità di un'onda di taglio che viaggia lungo un tendine, e poi siamo andati oltre e abbiamo determinato come possiamo interpretare questa misurazione per trovare lo sforzo di trazione all'interno del tendine, "dice Thelen.

Il nuovo sistema per misurare la velocità delle onde è portatile e relativamente economico. Include un dispositivo meccanico che tocca leggermente il tendine 50 volte al secondo. Ogni tocco avvia un'onda nel tendine, e due accelerometri in miniatura determinano la velocità con cui viaggia.

I ricercatori hanno utilizzato il dispositivo per misurare le forze sul tendine di Achille, così come i tendini rotulei e posteriori della coscia. In ogni caso, possono misurare cosa succede nel tendine quando gli utenti modificano la loro andatura, ad esempio, modificando la lunghezza del passo o la velocità.

Misurando come si comportano muscoli e tendini all'interno del corpo umano, questo sistema potrebbe infine consentire ai medici di pianificare trattamenti più efficaci per i pazienti affetti da malattie e lesioni muscoloscheletriche.

"Pensiamo che il potenziale di questa nuova tecnologia sia alto, sia da un punto di vista scientifico di base che per applicazioni cliniche, " dice Thelen. "Per esempio, le misure della forza tendinea potrebbero essere utilizzate per guidare i trattamenti di individui con disturbi dell'andatura. Può anche essere utile valutare oggettivamente quando un tendine riparato è sufficientemente guarito per funzionare normalmente e consentire a una persona di tornare all'attività".