I ricercatori di Chalmers hanno sviluppato un nuovo materiale sintetico simile alla gomma con una combinazione unica di proprietà. Il materiale potrebbe essere adatto per applicazioni in vari dispositivi medici per supportare o sostituire il tessuto umano. Il "naso" stampato in 3D nell'immagine è un esempio di come il materiale potrebbe fungere da possibile sostituto della cartilagine. Credito:Anna Lena Lundqvist/Chalmers
Ricercatori della Chalmers University of Technology, Svezia, hanno creato un nuovo, materiale simile alla gomma con un insieme unico di proprietà che potrebbe fungere da sostituto del tessuto umano nelle procedure mediche. Il materiale ha il potenziale per fare una grande differenza nella vita di molte persone. La ricerca è stata recentemente pubblicata sulla prestigiosa rivista scientifica ACS Nano .
Nello sviluppo di prodotti di tecnologia medica, c'è una grande richiesta di nuovi materiali naturalistici adatti all'integrazione con il corpo. L'introduzione di materiali nel corpo comporta molti rischi, come infezioni gravi, tra l'altro. Molte delle sostanze utilizzate oggi, come Botox, sono molto tossici. C'è bisogno di nuovo, materiali più adattabili.
Nel nuovo studio, i ricercatori di Chalmers hanno sviluppato un materiale costituito esclusivamente da componenti che hanno già dimostrato di funzionare bene nel corpo.
La base del materiale è la stessa del plexiglass, un materiale utilizzato in molte applicazioni di tecnologia medica. Ridisegnando il suo trucco, e attraverso un processo chiamato nanostrutturazione, i ricercatori hanno dato al materiale una combinazione unica di proprietà. La loro intenzione iniziale era quella di produrre un disco rigido, materiale simile all'osso, ma hanno avuto risultati inaspettati.
"Siamo rimasti davvero sorpresi dal fatto che il materiale si sia rivelato molto morbido, flessibile ed estremamente elastico. Non funzionerebbe come materiale sostitutivo osseo, abbiamo concluso. Ma le nuove e inaspettate proprietà hanno reso la nostra scoperta altrettanto emozionante, "dice Anand Kumar Rajasekharan, dottorato di ricerca in Scienza dei Materiali e uno dei ricercatori dietro lo studio.
I risultati hanno mostrato che il nuovo materiale simile alla gomma può essere appropriato per molte applicazioni che richiedono una combinazione non comune di proprietà:elevata elasticità, facile processabilità, e idoneità per usi medici.
"La prima applicazione che stiamo esaminando ora sono i cateteri urinari. Il materiale può essere costruito in modo tale da impedire la crescita di batteri sulla superficie, il che significa che è molto adatto per usi medici, "dice Martin Anderson, capo ricerca per lo studio e professore di chimica a Chalmers.
La struttura del nuovo materiale in nano-gomma permette di trattare la sua superficie in modo che diventi antibatterica, in modo naturale, modo non tossico. Ciò si ottiene attaccando peptidi antimicrobici, piccole proteine che fanno parte del sistema immunitario innato, sulla sua superficie. Questo può ridurre la necessità di antibiotici, un importante contributo alla lotta contro la crescente resistenza agli antibiotici.
La base del materiale è la stessa del plexiglass, un materiale comune nelle applicazioni della tecnologia medica. Attraverso il ridisegnare il suo trucco, e attraverso un processo chiamato nanostrutturazione, hanno conferito al materiale appena brevettato una combinazione unica di proprietà, compresa l'elevata elasticità, come mostrato nell'immagine. Credito:Anna Lena Lundqvist/Chalmers
Poiché il nuovo materiale può essere iniettato e inserito tramite la chirurgia del buco della serratura, può anche aiutare a ridurre la necessità di interventi chirurgici e interventi drastici per ricostruire parti del corpo. Il materiale può essere iniettato tramite una cannula standard come fluido viscoso, in modo che formi le proprie strutture elastiche all'interno del corpo. Oppure il materiale può anche essere stampato in 3D in strutture specifiche come richiesto.
"Ci sono molte malattie in cui la cartilagine si rompe e si verificano attriti tra le ossa, causando grande dolore alla persona colpita. Questo materiale potrebbe potenzialmente fungere da sostituto in quei casi, "Continua Martin Anderson.
Un ulteriore vantaggio del materiale è che contiene nanopori ordinati tridimensionalmente. Ciò significa che può essere caricato con medicine per vari scopi terapeutici come migliorare la guarigione e ridurre l'infiammazione. Ciò consente un trattamento localizzato, evitando, Per esempio, dover trattare l'intero corpo con farmaci, qualcosa che potrebbe aiutare a ridurre i problemi associati agli effetti collaterali. Poiché non è tossico, funziona bene anche come riempitivo:i ricercatori vedono quindi la chirurgia plastica come un'altra potenziale area di applicazione molto interessante per il nuovo materiale.
"Ora sto lavorando a tempo pieno con la nostra azienda appena fondata, Amferia, per portare la ricerca all'industria. Sono stato contento di vedere molto interesse per il nostro materiale. È promettente in termini di raggiungimento del nostro obiettivo, che è quello di fornire un reale beneficio sociale, " Conclude Anand.
