Illustrazione schematica che rivela studi sulle interazioni materiale-sangue attraverso la modifica sistematica e l'analisi della microstruttura del materiale. Credito:ETH Zurigo
I progressi nella progettazione dei dispositivi medici hanno notevolmente migliorato i tassi di sopravvivenza dei pazienti, ma metalli attualmente impiegati, che sono per lo più a base di titanio cristallino, provocano comunque una risposta trombotica al contatto con il sangue, con conseguenze potenzialmente pericolose per la vita. Questo grave problema è stato riconosciuto anche nel progetto Zurich Heart dell'Università di Medicina di Zurigo (HMZ), che mira a sviluppare dispositivi di assistenza ventricolare (VAD) per supportare i cuori potenzialmente in crisi.
Nell'ambito del progetto Zurich Heart, i ricercatori dell'ETH Laboratory of Metal Physics and Technology e Empa hanno eseguito uno studio dettagliato delle interazioni materiale‒sangue e hanno sistematicamente variato la microstruttura del materiale e le risposte dei componenti del sangue per varie scale temporali e complessità, che vanno dalle proteine del sangue al sangue umano intero. Gli autori di Materiali funzionali avanzati L'articolo ha studiato un vetro metallico sfuso a base di palladio (Pd) e ha osservato che mostra una resistenza alla trombosi sostanzialmente maggiore rispetto alle leghe di titanio all'avanguardia. Rispetto a Ti64, il vetro Pd ha stimolato una maggiore diffusione delle piastrine, ma ridotta aggregazione piastrinica e attivazione notevolmente ridotta, ostacolando la potenziale formazione di fibrina e quindi generando complessivamente una ridotta trombogenicità. Per svelare il relativo meccanismo, gli autori hanno dimostrato che le superiori proprietà tromboresistenti del vetro al Pd sono legate alle differenze conformazionali del fibrinogeno adsorbito in superficie sulle superfici del Pd.
Tenendo conto delle proprietà meccaniche superiori dei vetri metallici, gli autori concludono che il vetro sfuso Pd ha un potenziale immenso come materiale sfuso a contatto con il sangue, senza bisogno di rivestimento, in particolare per l'impiego in dispositivi medici come i VAD.