Ricercatori nel Regno Unito e negli Stati Uniti sono riusciti a mettere a punto un nuovo biomateriale termoplastico per consentire di controllare in modo indipendente sia la velocità con cui si degrada nel corpo che le sue proprietà meccaniche.

Il materiale, un tipo di poliestere, è stato progettato per l'uso nella riparazione dei tessuti molli o nella bioelettronica flessibile da un team dell'Università di Birmingham nel Regno Unito e della Duke University negli Stati Uniti.

I materiali che replicano con successo l'elasticità e la resistenza necessarie dei tessuti biologici, ma che si biodegradano anche in un lasso di tempo appropriato, sono estremamente difficili da progettare. Questo perché la chimica utilizzata per produrre le proprietà meccaniche di un materiale determinerà anche la velocità con cui si degrada.

In un nuovo anticipo, il team ha ora dimostrato come l'aggiunta di acido succinico, un prodotto che si trova naturalmente nel corpo, può essere utilizzata per controllare il tasso di degradazione.

In un nuovo studio, pubblicato in Comunicazioni sulla natura , i ricercatori hanno mostrato come il biomateriale poliestere si degrada gradualmente in un periodo di quattro mesi, con tessuti sani che crescono e infine sostituiscono l'impianto. Sono stati inoltre effettuati test sui ratti per confermare la biocompatibilità e la sicurezza del materiale.

Variando le quantità di acido succinico, il team ha potuto controllare la velocità con cui l'acqua penetra nel materiale e quindi la velocità di degradazione. Generalmente, le modifiche strutturali che aumentano la velocità di degrado provocherebbero una perdita di resistenza, ma questo materiale è stato progettato con una stereochimica specifica che imita la gomma naturale e consente di controllarne finemente le proprietà meccaniche. Ciò significa che qualsiasi perdita di forza può essere compensata effettuando opportuni aggiustamenti stereochimici. Questo è un progresso significativo che finora non è stato raggiunto in nessun altro biomateriale degradabile.

Il coautore dello studio, il professor Andrew Dove, spiega:"I tessuti biologici sono complessi con proprietà elastiche variabili. Gli sforzi per produrre sostituti sintetici che abbiano le giuste caratteristiche fisiche e che possano anche degradarsi nel corpo sono in corso da decenni.

"Parte della sfida è che un approccio 'taglia unica' non funziona. La nostra ricerca apre la possibilità di progettare impianti biologici con proprietà che possono essere ottimizzate per ogni specifica applicazione".

Professore Matthew Becker, che ricopre due incarichi in chimica, ingegneria meccanica e scienza dei materiali alla Duke, osserva che le comunità dei biomateriali e della medicina rigenerativa sono state severamente limitate a pochi materiali che mancano della diversità delle proprietà riportate in questo studio. "I materiali che abbiamo sviluppato offrono un reale progresso nella continua ricerca di nuovi biomateriali. La natura regolabile del materiale lo rende adatto a una gamma di applicazioni diverse, dall'osso sostitutivo agli stent vascolari all'elettronica indossabile. Sono in corso ulteriori lavori per dimostrare la biocompatibilità del materiale e il suo utilizzo in dimostrazioni più avanzate".