I chirurghi quando i nostri tessuti molli sono lacerati durante un incidente sugli sci, stradale o domestico, possono avere difficoltà a ricollegarli, poiché i punti di sutura spesso fanno più male che bene.
Dominique Pioletti, capo del Laboratorio di Ortopedia Biomeccanica presso la Scuola di Ingegneria dell’EPFL spiega che tali interventi chirurgici non sempre producono risultati ottimali perché il tessuto riparato di solito non guarisce correttamente, ad esempio nella cartilagine e nella cornea.
I ricercatori di tutto il mondo cercano da anni di sviluppare un adesivo per tessuti molli in grado di resistere alle sollecitazioni e alle tensioni naturali all’interno del corpo umano. Il team di Dominique Pioletti, ha ora messo a punto una nuova famiglia di biomateriali iniettabili che possono legarsi a varie forme di tessuto molle (vedi video).
I loro bioadesivi, sotto forma di gel, possono essere utilizzati in una varietà di applicazioni per il trattamento delle lesioni. La loro ricerca è stata appena pubblicata nella rivista Macromolecular Rapid Communications.
Attacca come la colla
L’idrogel prodotto dal Laboratorio di Ortopedia Biomeccanica è composto per l’85% da acqua e presenta due vantaggi chiave: può essere iniettato ovunque nel corpo umano e mostra un’elevata adesione intrinseca senza alcun trattamento superficiale aggiuntivo.
Peyman Karami è tra i componenti del team del laboratorio di Dominique Pioletti, ha detto:
«Ciò che rende il nostro idrogel diverso è che cambia consistenza mentre fornisce un’elevata adesione ai tessuti molli. Viene iniettato in forma liquida, ma poi si solidifica quando è applicata una fonte di luce, consentendogli di aderire al tessuto circostante».
L’idrogel funziona attraverso un design completamente nuovo, consente il controllo indipendente delle sue proprietà meccaniche e adesive. Il risultato è un tipo di idrogel versatile che i medici possono utilizzare come colla per i tessuti molli in tutto il corpo umano.
Ispirato alle cozze
Gli scienziati per ottenere queste proprietà versatili nel loro idrogel, hanno preso il polimero di base e lo hanno modificato con i composti che svolgono un ruolo importante nell’adesione dei tessuti. Dominique Pioletti ha detto:
«Il primo è noto come Dopa ed è derivato dalle cozze. La Dopa è ciò che permette alle cozze di attaccarsi saldamente a qualsiasi tipo di superficie, organica o altro; il secondo è un aminoacido che il nostro corpo produce naturalmente».
Peyman Karami ha aggiunto:
«Il vantaggio dei nostri composti idrogel è che, a differenza di alcuni adesivi medici, non interferiscono con le reazioni chimiche del corpo, ciò significa che il nostro idrogel è completamente biocompatibile. Il nostro idrogel ha anche caratteristiche uniche di dissipazione dell’energia che ne migliorano la capacità adesiva, abbiamo ottenuto un meccanismo di adesione per gli idrogel iniettabili, attraverso la risultante sinergia tra la chimica interfacciale e le proprietà meccaniche di questo idrogel. L’idrogel è in grado di dissipare l’energia meccanica prodotta quando l’idrogel si deforma, in modo da proteggere le interazioni all’interfaccia tra l’idrogel e il tessuto circostante».
Idrogel universale
Il vantaggio di questo idrogel è che può trasportare farmaci o cellule per stimolare il processo di guarigione, specialmente per tessuti come la cartilagine che non si rigenerano da soli. E poiché l’idrogel è biodegradabile, è riassorbito nel corpo umano mentre il tessuto circostante guarisce.
Dominique Pioletti in conclusione ha detto:
«Abbiamo creato una sorta di idrogel universale, i nostri test in vitro hanno mostrato che l’idrogel si lega a molti diversi tipi di tessuto, tra cui cartilagine, menisco, cuore, fegato, polmone, rene e cornea».
Gli scienziati hanno appena ricevuto una sovvenzione Innosuisse per studiare potenziali applicazioni ortopediche in associazione con i chirurghi dell’Ospedale Universitario di Losanna (CHUV). Sperano di poter lanciare il loro idrogel sul mercato entro i prossimi cinque anni.
