Biovetro per riparare le ossa
Le ossa hanno una sorprendente capacità di rigenerarsi dopo aver subito lievi danni. Oltre un certo punto tuttavia, questo processo di guarigione naturale è messo davvero a dura prova. Quando le fratture sono troppo grandi, le ossa necessitano di un aiuto… di una vite o di un chiodo.
Nonostante vi siano stati grandi progressi nella medicina rigenerativa, gli inserti metallici sono ancor oggi usati per riparare le ossa fratturate. Anche se questi inserti hanno dimostrato nel tempo di essere efficaci nello stabilizzare le fratture più grandi e nell’aiutare il nuovo sviluppo dell’osso, in seguito è sempre necessaria una seconda operazione nella zona colpita, una volta guarito l’osso, per rimuovere i chiodi o i supporti metallici.
Idealmente, i materiali e gli impianti che non richiedono una seconda operazione sarebbero un’opzione migliore. La ricerca per sviluppare simili materiali è stato l’obiettivo principale del lavoro portato avanti da Jose Ramon Sarasua e Aitor Larrañaga, ricercatori nel dipartimento di ingegneria dei materiali dell’Università dei Paesi Baschi UPV/EHU.
I due ricercatori spagnoli hanno studiato nuovi materiali o impianti, come polimeri o biovetro, che potrebbero aiutare a far guarire le ossa. Gran parte della loro ricerca si è concentrata sulla necessità che questi materiali soddisfino un certo numero di requisiti prima di poter essere usati in applicazioni terapeutiche.
Tra le varie cose, i materiali devono essere biocompatibili; in altre parole, essi non devono danneggiare le cellule o l’organismo stesso. La biodegradabilità è un’altra proprietà potenzialmente interessante, poiché permetterebbe al corpo di trasformare il materiale in prodotti metabolici non tossici. Anche altri fattori, come la resistenza meccanica e la natura semplice del processo di produzione, devono essere presi in considerazione.
I ricercatori UPV/EHU stanno attualmente sintetizzando e dando forma a bioimpianti su misura basati su un polimero biodegradabile. Questo materiale è stato scelto per la sua capacità di scomparire gradualmente man mano che l’osso occupa nuovamente il proprio posto. Si è scoperto che il polimero era troppo morbido ed è stato quindi aggiunto il biovetro. Il biovetro è un agente bioattivo che aiuta le ossa a rigenerarsi e fornisce al polimero proprietà meccaniche di durezza. Ciò significa che il sistema composito biodegradabile polimero/biovetro è più rigido e resistente rispetto al solo polimero.
Questi sistemi compositi possono essere fabbricati mediante processi termoplastici che usano il calore. Anche esaminare in che modo questi materiali rispondono alle alte temperature è stata quindi una parte importante dello studio. I ricercatori UPV/EHU hanno scoperto che i sistemi compositi biodegradabili polimero/biovetro possiedono una stabilità termica più bassa rispetto ai sistemi senza biovetro. Una reazione avversa, che degrada il materiale e interessa il prodotto finale, è stata identificata. Ma la cosa più importante è che quando l’impianto veniva innestato nel corpo, la reazione stimolava la formazione di sottoprodotti potenzialmente dannosi per le cellule.
Questo è il motivo per cui i ricercatori UPV/EHU stanno ora concentrando molta della loro ricerca sul miglioramento della stabilità termica di questi sistemi. Uno di questi studi, che è stato pubblicato nella rivista Polymer Degradation and Stability, suggerisce che si potrebbe ottenere una trasformazione chimica della superficie del biovetro mediante il plasma. Creando degli strati protettivi per le particelle di biovetro, si impedisce la reazione al polimero e si garantisce così che il prodotto finale rimanga integro.
“Questi compositi che hanno una base polimerica biodegradabile sono dei candidati con un futuro radioso nel campo della guarigione delle ossa fratturate o della rigenerazione dei difetti ossei”, dice il professor Sarasua.
In effetti, dopo che il materiale ha sostituito temporaneamente l’osso e ne ha stimolato la rigenerazione, esso gradualmente scompare mentre l’osso ritorna al suo posto, rendendo così superflua una seconda operazione.
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http://www.elhuyar.org
