I ricercatori dell'IOCB di Praga e i loro colleghi dell'Università di Ghent in Belgio hanno lavorato per migliorare le proprietà dei materiali a base di gelatina, ampliando così le possibilità del loro utilizzo principalmente in medicina. In un articolo pubblicato su ACS Applied Engineering Materials , hanno presentato materiali stampabili in 3D che possono essere facilmente monitorati utilizzando una macchina a raggi X o tramite tomografia computerizzata (CT).
I materiali a base di gelatina sono stati un tema caldo di ricerca negli ultimi 10 anni perché sono semplici da produrre, non tossici, poco costosi, biodegradabili e, cosa più importante, perché promuovono la crescita cellulare. Per questo motivo trovano un utilizzo preminente nella chirurgia plastica e ricostruttiva.
Dopo che un chirurgo ha inserito un impianto costituito da tale materiale in una ferita, il corpo lo scompone gradualmente e lo sostituisce con il proprio tessuto. Queste sostanze accelerano quindi la guarigione delle ferite e consentono persino il rimodellamento dei tessuti, ad esempio durante la ricostruzione del seno dopo una mastectomia. Inoltre, i materiali possono essere utilizzati per la stampa 3D di impianti su misura per i singoli pazienti.
Finora, tuttavia, c’è stato un grosso ostacolo da affrontare, vale a dire che è stato molto difficile monitorare la degradazione di questi materiali nel corpo utilizzando metodi di imaging convenzionali. E proprio questo ostacolo è quello che i ricercatori dell’IOCB di Praga stanno lavorando per superare. Un agente radiopaco (cioè di contrasto ai raggi X) appena aggiunto ai materiali consente di tracciare la rapidità con cui gli impianti si restringono nel tempo e se sono intatti o danneggiati.
Una persona dietro questa ricerca presso l'IOCB di Praga è Ondřej Groborz del gruppo di ricerca di Tomáš Slanina (gruppo di chimica Photoredox). Spiega:"Su questo argomento si sta scrivendo tutta una serie di articoli accademici. Il primo di essi introduce un materiale a base di gelatina che può essere monitorato mediante risonanza magnetica. Nel nostro secondo articolo, recentemente pubblicato su Applied Engineering Materials , dotiamo i materiali di rilevabilità ai raggi X e alla TC."
Grazie a questo miglioramento, i ricercatori possono monitorare questi impianti nel tempo e osservare la loro biodegradazione e rilevare possibili guasti meccanici. Questi dati sono particolarmente utili nella pratica clinica. Sulla base dei dati ottenuti, la biodegradazione degli impianti può essere personalizzata per soddisfare requisiti clinici specifici. Questo perché i tessuti del corpo umano crescono a ritmi diversi, ai quali devono essere adattate le proprietà degli impianti. L'obiettivo è far sì che questi impianti si biodegradino alla stessa velocità con cui crescono i tessuti sani.
Ondřej Groborz collabora a questa ricerca con il Polymer Chemistry &Biomaterials Group (PBM) dell'Università di Gent. Inoltre, la collaborazione tra IOCB Praga e l’Università di Gent ha il potenziale per trascendere il mondo commerciale. I due istituti di ricerca hanno già presentato una domanda di brevetto congiunta riguardante l'utilizzo dei materiali descritti in chirurgia plastica e ricostruttiva.
Ulteriori informazioni: Groborz, O., Kolouchová, K., Parmentier, L., Szabó, A., Durme, B. V., Dunlop, D., Slanina, T., Vlierberghe, S. V. (in stampa). Idrogel radiopachi fotostampabili per la medicina rigenerativa. Materiali di ingegneria applicata ACS 2024.doi.org/10.1021/acsaenm.3c00533
Fornito dall'Istituto di Chimica Organica e Biochimica del CAS