Ingegneri biomedici presso l'Università della California, Davis, hanno creato un tessuto cresciuto in laboratorio simile alla cartilagine naturale allungandolo un po'. Il tessuto, cresciuto sotto tensione ma senza un'impalcatura di sostegno, mostra proprietà meccaniche e biochimiche simili alla cartilagine naturale. I risultati sono pubblicati il ​​12 giugno sulla rivista Materiali della natura .

La cartilagine articolare fornisce una superficie liscia per il movimento delle nostre articolazioni, ma può essere danneggiato da un trauma, malattia o uso eccessivo. Una volta danneggiato, non ricresce ed è difficile da sostituire. La cartilagine artificiale che potrebbe essere impiantata nelle articolazioni danneggiate avrebbe un grande potenziale per aiutare le persone a ritrovare la mobilità.

La cartilagine naturale è formata da cellule chiamate condrociti che si uniscono e producono una matrice di proteine ​​e altre molecole che si solidifica in cartilagine. I bioingegneri hanno cercato di creare cartilagine, e altri materiali, in laboratorio coltivando cellule su scaffold artificiali. Più recentemente, si sono rivolti a sistemi "senza impalcature" che rappresentano meglio le condizioni naturali.

Il team dell'UC Davis, guidato dal professor Kyriacos Athanasiou, Dipartimento di Ingegneria Biomedica, sono cresciuti condrociti umani in un sistema privo di impalcature, consentendo alle celle di autoassemblarsi e aderire insieme all'interno di un dispositivo appositamente progettato. Una volta assemblate le cellule, sono stati messi sotto tensione, leggermente allungati, per diversi giorni. Hanno mostrato risultati simili anche usando cellule bovine.

"Mentre erano allungati, sono diventati più rigidi, " ha detto Jerry Hu, un ingegnere di ricerca e coautore dello studio. "Pensiamo che la cartilagine sia forte nella compressione, ma metterlo sotto tensione ha effetti drammatici".

Il nuovo materiale aveva una composizione e proprietà meccaniche simili alla cartilagine naturale, hanno trovato. Contiene un mix di glicoproteine ​​e collagene, con legami incrociati tra i filamenti di collagene che danno forza al materiale.

Gli esperimenti con i topi mostrano che il materiale coltivato in laboratorio può sopravvivere in un ambiente fisiologico. Il prossimo passo, Hu ha detto, è mettere la cartilagine cresciuta in laboratorio in un'articolazione portante, per vedere se rimane durevole sotto stress.

"In questo studio completo, abbiamo dimostrato che possiamo finalmente ingegnerizzare un tessuto che ha le caratteristiche di trazione e compressione del tessuto nativo, " Athanasiou ha detto. "La cartilagine artificiale che progettiamo è completamente biologica con una struttura simile alla cartilagine reale. Più importante, crediamo di aver risolto il complesso problema di realizzare in laboratorio tessuti sufficientemente resistenti e rigidi da sopportare i carichi estremamente elevati incontrati in articolazioni come il ginocchio e l'anca."