Lo stile di vita sedentario e le tensioni legate allo sport hanno causato un aumento significativo dell’artrite degenerativa tra i giovani adulti, dal 2012 al 2022 c’è stato un aumento di quasi il 23% dei casi tra i 20 e i 30 anni.
L’impianto di protesi articolari (o artoplastica) è un intervento chirurgico durante il quale un’articolazione danneggiata, dolorosa, malfunzionante o comunque malata viene sostituita con una struttura artificiale.
Le artroplastiche più comunemente effettuate riguardano le articolazioni dell’anca e del ginocchio, poiché sempre più persone si rivolgono a impianti di protesi articolari come soluzione, il rischio di infezioni batteriche post-operatorie è diventato una preoccupazione urgente. Lo studio rivoluzionario condotto da ricercatori sudcoreani potrebbe offrire un nuovo metodo per combattere queste infezioni.
Il team di ricercatori della Pohang University of Science and Technology (Postech) e della Kyungpook National University ha sviluppato un rivestimento innovativo per impianti di protesi articolari che imita le proteine adesive presenti nelle cozze, questo materiale è progettato specificamente per rilasciare antibiotici quando è presente un’infezione batterica, rivoluzionando potenzialmente il modo in cui vengono gestite le infezioni legate agli impianti di protesi articolari.
Hyung Joon Cha, professore della Pohang University of Science and Technology (Postech), autore principale dello studio pubblicato nella rivista Biomaterials, ha affermato:
«L’effetto antimicrobico immediato e duraturo del materiale adesivo di rivestimento dell’impianto, ha il potenziale per aumentare significativamente il tasso di successo delle procedure implantari».
Le infezioni batteriche rappresentano un rischio significativo per il successo degli interventi chirurgici implantari, portando a complicazioni e, in alcuni casi, alla necessità di ulteriori interventi chirurgici a causa della comparsa di batteri resistenti agli antibiotici. Il metodo convenzionale di integrazione degli antibiotici nei rivestimenti degli impianti di protesi articolari, ha dovuto affrontare varie sfide, tra cui danni durante la procedura di impianto e perdite involontarie di antibiotici.
Il team di ricercatori in questo nuovo studio, si è concentrato sul DOPA, un amminoacido fondamentale per la capacità dei mitili di aderire alle superfici attraverso forti legami con gli ioni metallici. Il team di ricercatori ha scoperto che il legame del DOPA con il ferro si indebolisce in condizioni acide, che tipicamente derivano da infezioni batteriche, questa intuizione ha portato alla creazione di un rivestimento che trattiene gli antibiotici in condizioni normali ma li rilascia quando l’acidità aumenta a causa di un’infezione. Sorprendentemente, il rivestimento può rilasciare il 70% dei suoi antibiotici entro otto ore dal rilevamento di un’infezione, prendendo di mira ed eliminando efficacemente i batteri.
Il rivestimento ispirato alle cozze non solo fornisce una risposta immediata alle infezioni, ma dimostra anche efficacia nel corso della fase critica di rigenerazione ossea successiva a un impianto, della durata di circa quattro settimane. Il design garantisce che la quantità di antibiotici rilasciati sia proporzionale alla gravità dell’infezione, offrendo un metodo mirato alla prevenzione delle complicanze.
Il legame tra DOPA e ioni ferro si rivela eccezionalmente resistente ai danni fisici, mantenendo la sua integrità ed efficacia anche sotto le sollecitazioni meccaniche del processo di impianto, questa resilienza fronteggia una delle principali sfide affrontate dai precedenti metodi di rivestimento antibiotico.
Yun Kee Jo, professore alla Kyungpook National University, ha affermato:
«Rilasciando gli antibiotici in modo selettivo in risposta alle reali necessità, ciò potrebbe rappresentare in futuro una tecnologia innovativa nel prevenire la comparsa di superbatteri».
