I ricercatori dell'EPFL hanno sviluppato un idrogel, composto da quasi il 90% di acqua, che aderisce naturalmente ai tessuti molli come la cartilagine e il menisco. Se l'idrogel trasporta cellule di riparazione, potrebbe aiutare il tessuto danneggiato a guarire.

Alcuni tipi di tessuto corporeo, come cartilagine e menisco, hanno poco o nessun apporto di sangue e non sono in grado di guarire se danneggiati. Un approccio promettente a questo problema è iniettare un idrogel carico di cellule riparatrici o farmaci nell'area danneggiata nella speranza di stimolare la rigenerazione dei tessuti.

Però, gli idrogel commerciali non rimangono in posizione dopo essere stati applicati sull'area da trattare a causa della pressione dei movimenti del corpo e del flusso di fluidi corporei. I medici utilizzano quindi membrane speciali per mantenere l'idrogel in posizione, tuttavia quelle membrane sono attaccate con suture che perforano il tessuto stesso che l'idrogel dovrebbe guarire.

Due gruppi di ricerca EPFL, guidato da Dominique Pioletti e Pierre-Etienne Bourban, hanno creato un idrogel biocompatibile che aderisce naturalmente ai tessuti molli come la cartilagine e il menisco. Il loro idrogel, che è quasi il 90% di acqua, può resistere a sollecitazioni meccaniche e deformazioni estese e quindi elimina la necessità di un processo di legatura separato. La loro ricerca è stata pubblicata in Materiali e interfacce applicati ACS .

"Il nostro idrogel è dieci volte più adesivo dei bioadesivi attualmente disponibili sul mercato come la fibrina, "dice Pioletti, capo del Laboratorio di Ortopedia Biomeccanica della Scuola di Ingegneria dell'EPFL. "E grazie al suo alto contenuto di acqua, il nostro idrogel è di natura molto simile al tessuto naturale per cui è progettato per guarire."

Idrogel composito a doppia rete

Il nuovo idrogel è in realtà un materiale composito costituito da una matrice a doppia rete e da una rete in fibra. Questa struttura preserva la forte capacità adesiva del materiale attenuando l'impatto delle sollecitazioni meccaniche. "La struttura a doppia rete distribuisce l'energia meccanica in entrata in tutto l'idrogel, in modo che il materiale mostri un miglioramento dell'adesione quando viene compresso o allungato, " dice Pioletti. "Negli idrogel che mancano di questi meccanismi di smorzamento, le sollecitazioni meccaniche sono concentrate sull'interfaccia tra l'idrogel e il tessuto, e l'idrogel si stacca abbastanza facilmente."

Martin Broome, che dirige il Dipartimento di Chirurgia Orale e Maxillo-Facciale dell'Ospedale Universitario di Losanna (CHUV) ed è coautore dell'articolo, è convinto che questo tipo di idrogel possa fare davvero la differenza. "Se ci basiamo sulle straordinarie proprietà adesive dell'idrogel, che potrebbe aprire la porta a un gran numero di potenziali applicazioni. Un giorno, Per esempio, potrebbe essere utilizzato al posto di materiali metallici come il titanio per impostare fratture ossee. Più immediatamente, potremmo non aver più bisogno di usare suture complesse su alcuni tipi di tessuti molli".

Nella sua forma attuale, l'idrogel sviluppato all'EPFL può aderire a diversi tipi di tessuto. Il prossimo passo per i ricercatori sarà adattarlo ad applicazioni specifiche. "Ora che il nostro materiale ha dimostrato le sue proprietà meccaniche superiori, lavoreremo per caricarlo con diversi agenti che potrebbero aiutare a guarire la cartilagine o il menisco di un paziente, " conclude Pioletti.