Un gel sintetico per sostituire definitivamente le cartilagini danneggiate

Nei soli Stati Uniti ogni anno 790.000 pazienti hanno la necessità di essere operati per la sostituzione della cartilagine del ginocchio. Il problema principale con i materiali attualmente in uso consiste nella durata massima di una ventina d’anni, dopodiché è necessario ripetere l’intervento, che è in sé piuttosto invasivo.

Ricercatori di diverse università americane hanno ora messo a punto un biocomposto sintetico dalle proprietà ideali, con performance paragonabili alla cartilagine naturale, composto principalmente di polimeri idrofili.

Tre polimeri dalle caratteristiche differenziate agiscono all’unisono

Un primo strato polimerico presenta una struttura a filamenti dritti, come spaghetti secchi allineati, intrecciata a sua volta con una seconda struttura più rigida con trama a rete. Un terzo polimero a base di fibre di cellulosa funge da legante, tenendoli saldamente uniti fra di loro. Esso ha inoltre la funzione di mantenere integro il gel se sottoposto a pressione, mentre gli altri due polimeri, dotati di carica negativa lungo tutta la propria superficie, si respingono l’un l’altro inducendo il gel a riassumere la forma originaria.

Questa capacità di comprimersi e rilasciarsi lo rende più performante degli altri idrogel attualmente in uso: sottoposto in laboratorio a 100.000 cicli di pressione-rilascio, si è rivelato affidabile quanto il titanio largamente in uso negli impianti ossei.
Inoltre, sottoposto un milione di volte ad attrito con una cartilagine naturale si dimostra a essa pari nella resistenza all’usura e alle lacerazioni.

La combinazione dei tre elementi conferisce alla struttura nello stesso tempo flessibilità, rigidità e durevolezza.

Il nuovo materiale è stato finora testato per la tossicità solo con cellule coltivate in laboratorio e ha quindi ora inizio la fase che porterà alla sperimentazione su pazienti umani. Il percorso dovrebbe durare tre anni, ma le caratteristiche conseguite sono promettenti, potenzialmente seconde solo alla possibilità, anche in questo caso le ricerche sono effettivamente in corso, di far rigenerare la cartilagine stessa del paziente.

La ricerca è stata pubblicata su Advanced Functional Materials.

Di Corrado Festa Bianchet

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