Un guscio impattato che è stato lasciato riparare per 60 giorni. Ci sono ancora prove di una perdita di materiale dall'apice, così come danni interni. Credito:Professor David Taylor e Maeve O'Neill, Trinity College di Dublino.
Una nuova ricerca di bioingegneri dipinge un quadro sorprendentemente complesso delle patelle, le piccole creature marine che sono onnipresenti sulle zone rocciose delle spiagge in molte parti del mondo. I bioingegneri hanno scoperto che le patelle sono in grado di rilevare danni minori ai loro gusci con una precisione sorprendente prima di rimodellarli per renderli più forti. In molti modi, il modo in cui guariscono è simile al modo in cui le ossa rotte si riparano nei mammiferi.
I bioingegneri hanno scoperto che l'apice del guscio di una patella agisce come la "zona di deformazione" di un'auto, prendendo il peso di eventuali danni maggiori per proteggere ciò che c'è dentro. Ciò che più li ha sorpresi, però, era che le patelle che subiscono danni al guscio sembrano saperlo o percepirlo - e, a differenza dei tipici proprietari di auto, effettuano attivamente le riparazioni da soli, depositando nuovo materiale biologico per riparare le debolezze strutturali e ripristinare la precedente resistenza meccanica.
La ricerca, guidato da un team del Trinity College di Dublino, è stato appena pubblicato da Journal of the Royal Society Interface .
Per valutare come le patelle hanno reagito al danno, i ricercatori hanno simulato alcune delle sollecitazioni che sperimentano in natura da mari agitati e dal movimento di rocce/detriti (facendo cadere pesi); abrasione generale e invecchiamento del guscio (utilizzando una lima metallica); e dagli attacchi dei predatori (utilizzando un chiodo per creare un piccolo foro all'apice). Le patelle hanno reagito a queste sollecitazioni riparando i loro gusci dall'interno, e mentre dopo 60 giorni i gusci non erano mai così spessi come prima, avevano riacquistato la loro precedente forza protettiva.
Un guscio di patella che ha ceduto all'apice a causa dell'impatto. Credito:Professor David Taylor e Maeve O'Neill, Trinity College Dublino
Co-primo autore, Maeve O'Neill è un dottorato di ricerca. Candidato alla Scuola di Ingegneria del Trinity. Ha detto:"Il nostro studio mostra che le patelle sono in grado di riparare i danni al loro guscio, sia visivamente che funzionalmente, e che sono anche in grado di ripristinare la resistenza meccanica in appena un mese. Il modo in cui lo fanno è essenzialmente simile a come guariscono le ossa nei mammiferi, in quanto il processo è almeno in parte realizzato dalla deposizione di nuovo materiale."
Professore di Ingegneria dei Materiali al Trinity, David Taylor, ha aggiunto:"Abbiamo studiato la guarigione prima, nelle ossa umane e anche negli esoscheletri degli insetti, ma siamo rimasti stupiti nello scoprire che questi semplici organismi marini sono in grado di reagire in modo molto sottile e intelligente".
Un guscio di patella sezionato, tagliare l'apice, indicando dove viene depositato nuovo materiale quando necessario. Credito:Professor David Taylor e Maeve O'Neill, Trinity College di Dublino.
