Se il legno può sostituire le ossa danneggiate
La questione se le ossa danneggiate possano essere sostituite con protesi in legno è stata studiata da ricercatori italiani del Consiglio nazionale delle ricerche (CNR) in Italia. I risultati saranno presentati nel prossimo numero della rivista International Journal of Healthcare Tecnologia e Management.
L’invecchiamento comporta problemi di salute quali l’osteoporosi, l’artrosi, il cancro alle ossa e altre malattie. Si stima che ogni anno nel mondo vengano eseguite 2,2 procedure di innesto osseo, il cui numero continua a crescere con il cambiare degli stili di vita e con l’allungarsi della vita delle persone.
Attualmente la ricerca di materiali biomimetici (la struttura e la funzione dei sistemi biologici) simili alle ossa in termini di forza, flessibilità e densità, è una preoccupazione costante per gli scienziati medici. Si spera che tali materiali possano essere un possibile supplemento alle protesi in lega metallica già utilizzate.
Infatti, è stato scoperto che a livello microscopico la struttura di alcuni legni è molto simile a quella del tessuto osseo. Inoltre, la struttura condivide proprietà biomeccaniche quali un’elevata resistenza e leggerezza, grazie alla sua organizzazione gerarchica.
Un caso di studio sulle implicazioni della nuova tecnologia è stato recentemente effettuato dal prof. Ugo Finardi (Istituto di ricerca sull’impresa e lo sviluppo (CERIS-CNR) e Università di Torino) e dal prof. Simone Sprio (Istituto di scienza e tecnologia dei materiali ceramici (ISTEC-CNR). Il Gruppo di ricerca sui biomateriali dell’ISTEC ha sviluppato lo studio e ha tratto ispirazione dalla natura, adottando un approccio nanotecnologico per trasformare il legno rattan in impianti organizzati gerarchicamente. I professori e il loro team di ricercatori hanno scoperto che i materiali biomimetici hanno una forza e flessibilità simile a quella del tessuto osseo, cosa che non può essere raggiunta con le tecnologie attuali in lega di metallo.
I professori ritengono che la tecnologia può sfruttare la struttura gerarchica fisica del legno rattan per renderlo utile come impalcatura, creando così un materiale sintetico per sostituire il tessuto osseo danneggiato e andato perso. Un ulteriore vantaggio è che tale materiale potrebbe essere portante, un fattore che ha precluso l’utilizzo di materiali biomimetici precedenti.
Tuttavia, il trattamento del legno grezzo per rimuovere i componenti chimici, che sono incompatibili con gli impianti per l’uomo, è lungo e complesso. I professori ritengono, tuttavia, che i vantaggi della produzione di un materiale simile al tessuto osseo superino di gran lunga tali problemi.
Il processo di trasformare il legno in impianti comporta il trattamento termico del legno per rimuovere la cellulosa, la lignina e altri materiali vegetali. Ciò lascia uno scheletro di carbonio che può essere infiltrato e fatto reagire con il calcio, l’ossigeno e il fosfato per ottenere un materiale poroso che a sua volta può chimicamente e meccanicamente imitare il tessuto osseo.
In conclusione, il gruppo di ricerca dice che a differenza delle leghe metalliche, le ceramiche e persino il tessuto osseo trapiantato, il loro materiale brevettato è a basso costo, ha proprietà biomeccaniche molto buone ed è biocompatibile. Può altresì essere integrato nel tessuto osseo esistente, contribuendo così alla rigenerazione ossea.
Per maggiori informazioni, visitare:
Istituto di ricerca sull’impresa e lo sviluppo (CERIS-CNR):
http://www.ceris.cnr.it/index.php
Istituto di scienza e tecnologia dei materiali ceramici (ISTEC-CNR):
http://www.istec.cnr.it/index.php
