I ricercatori dell'Università di Okayama descrivono in Acta Biomaterialia un nuovo tipo di materiale adesivo biocompatibile. L'adesivo, costituito da nanoparticelle di idrossiapatite, incolla sia idrogel sintetici che tessuti molli di topo, fornendo una promettente alternativa ai materiali organici attualmente in uso per applicazioni cliniche.

In alternativa alla cucitura chirurgica con sutura, la pratica di utilizzare materiali organici adesivi per unire i tessuti molli esiste da decenni. Però, gli adesivi clinici attualmente utilizzati spesso soffrono di una biocompatibilità limitata e/o di una forza adesiva non ottimale. Un team di ricercatori guidato da Takuya Matsumoto dell'Università di Okayama e colleghi ha ora identificato una classe di composti biocompatibili-biodegradabili che mostrano proprietà di adesione promettenti quando applicati ai tessuti molli del topo.

Gli scienziati si sono basati sulla recente scoperta che alcuni materiali nanostrutturati mostrano una notevole adesività. Per esempio, l'introduzione di una dispersione di nanoparticelle di ossido di silicio tra due idrogel determina una rapida adesione degli idrogel, un effetto ora sviluppato ulteriormente per applicazioni industriali, applicazioni non cliniche. Per raggiungere il livello di biocompatibilità richiesto per l'uso clinico, Matsumoto e colleghi hanno sperimentato con nanoparticelle di idrossiapatite (HAp), un materiale inorganico che si trova nei tessuti duri umani come ossa e denti. I compositi HAp sono abitualmente utilizzati per impianti ortopedici e dentali, così come nell'ingegneria dei tessuti. I ricercatori hanno calcolato che le dispersioni di HAp nanoparticellare dovrebbero comportarsi come adesivi biocompatibili, un'idea che sono stati in grado di confermare sperimentalmente.

Matsumoto e colleghi hanno prima esaminato l'effetto delle dispersioni di nanoparticelle HAp sull'adesione di idrogel sintetici; la presenza di HAp ha chiaramente aumentato il livello di adesione. L'essiccazione delle dispersioni, risultando in "piastre" solide di HAp, ha aumentato la coesione tra le nanoparticelle di HAp, e l'utilizzo delle piastre come agente adesivo ha quindi portato a un'adesione inter-idrogel ancora migliore. Gli scienziati hanno quindi testato le piastre HAp su diversi tessuti molli di topo:muscolo, polmone, rene e altri tessuti potrebbero essere incollati insieme con successo. Per i tessuti della pelle di topo è stata osservata una forza di adesione almeno doppia rispetto a quella ottenuta con una colla organica commerciale.

I risultati di Matsumoto e colleghi non sono rilevanti solo per lo sviluppo di nuove procedure per la guarigione delle ferite chirurgiche, ma anche per le tecnologie di somministrazione dei farmaci:il potenziale degli idrogel come contenitori per farmaci è stato a lungo riconosciuto. Nelle parole dei ricercatori:"i nostri risultati aiuteranno non solo a sviluppare un approccio efficiente per chiudere i tessuti molli incisi, ma anche nel trovare nuovi modi per integrare i tessuti molli con idrogel sintetici (come i serbatoi di farmaci)."

idrossiapatite

Idrossiapatite (HAp), noto anche come idrossiapatite, è un minerale contenente calcio presente nelle ossa e nei denti umani. L'HAp sintetico viene spesso utilizzato come rivestimento per impianti protesici, come l'anca, sostituzioni di ossa o denti, poiché si ritiene che stimoli l'osteointegrazione. Gli esperimenti di Takuya Matsumato dell'Università di Okayama e colleghi hanno ora dimostrato il potenziale delle dispersioni di nanoparticelle di HAp come biocompatibili, materiali adesivi inorganici.

idrogel

Un idrogel è un materiale costituito da una rete tridimensionale di catene polimeriche idrofile (cioè non idrorepellenti) con molecole d'acqua in mezzo. Gli idrogel possono contenere fino al 90% di acqua, e sono utilizzati in varie applicazioni biotecnologiche e mediche. Sono anche utilizzati per testare le proprietà adesive di biomateriali e sistemi di somministrazione di farmaci, come nello studio di Matsumato e colleghi:i test sull'adesività delle dispersioni di nanoparticelle di HAp hanno portato all'identificazione di un promettente adesivo biocompatibile in grado di incollare insieme i tessuti molli di topo.