I ricercatori della Chalmers University of Technology in Svezia hanno creato un nuovo materiale simile alla gomma con una serie unica di proprietà, che potrebbe fungere da sostituto del tessuto umano nelle procedure mediche. Il gruppo ha presentato la ricerca sulla rivista ACS Nano.

Nello sviluppo di prodotti di tecnologia medica, c’è una grande richiesta di nuovi materiali naturalistici adatti per l’integrazione nel corpo. Questo perché l’introduzione di materiali nel corpo umano comporta molti rischi, comprese infezioni gravi. Molte delle sostanze utilizzate oggi, come il Botox, sono molto tossiche. C’è quindi bisogno di nuovi materiali più adattabili.

Un risultato inaspettato

In questo nuovo studio, i ricercatori Chalmers hanno sviluppato un materiale costituito esclusivamente da componenti che hanno già dimostrato di funzionare bene nel corpo.

La base del materiale è il plexiglass, un materiale comunemente utilizzato nelle applicazioni della tecnologia medica. Ridisegnandone la composizione e sfruttando un processo chiamato nanostrutturazione, i ricercatori sono stati in grado di conferire al materiale appena brevettato una combinazione unica di proprietà.

La loro intenzione iniziale era quella di produrre un materiale duro simile all’osso, ma si sono imbattuti in risultati sorprendenti.

“Siamo rimasti davvero sorpresi dal fatto che il materiale si è rivelato molto morbido, flessibile ed estremamente elastico. Non avrebbe funzionato come materiale di sostituzione ossea, abbiamo concluso. Ma le proprietà nuove e inaspettate hanno reso la nostra scoperta altrettanto entusiasmante”,

afferma Anand Kumar Rajasekharan, 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 insolita di proprietà: elevata elasticità, facile lavorabilità 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 ai batteri di crescere sulla superficie, il che significa che è molto adatto per usi medici”,

afferma Martin Andersson, capo della ricerca per il studio e professore di chimica a Chalmers.

La struttura del nuovo materiale nano-gomma permette di trattare la sua superficie in modo che diventi antibatterica, in modo naturale e non tossico. Ciò si ottiene attaccando i peptidi antimicrobici – piccole proteine ​​che fanno parte del nostro sistema immunitario innato – sulla sua superficie. Questi peptidi possono aiutare a ridurre la necessità di antibiotici, un contributo importante nella lotta contro la crescente resistenza agli antibiotici.

Grande versatilità di utilizzo e produzione della gomma

Poiché il nuovo materiale può essere iniettato e inserito tramite laparoscopia, può anche aiutare a ridurre la necessità di interventi chirurgici drastici e operazioni per ricostruire parti del corpo. Il materiale può essere iniettato tramite una cannula standard come fluido viscoso, in modo da formare le proprie strutture elastiche all’interno del corpo. In alternativa, il materiale può essere stampato in 3D in strutture specifiche secondo necessità.

“Ci sono molte malattie in cui la cartilagine si rompe e si verifica l’attrito tra le ossa, causando un grande dolore alla persona colpita. Questo materiale potrebbe potenzialmente agire come sostituto in quei casi”,

aggiunge Andersson.

Un ulteriore vantaggio del materiale è che contiene nanopori ordinati tridimensionalmente, consentendo di essere caricato con farmaci per vari scopi terapeutici come il miglioramento della guarigione e la riduzione dell’infiammazione. Ciò significa che può essere utilizzato per trattamenti localizzati, evitando così, ad esempio, di dover trattare tutto il corpo con farmaci, che possono aiutare a ridurre i problemi associati agli effetti collaterali. Poiché non è tossico, il materiale funziona bene anche come riempitivo: i ricercatori vedono la chirurgia plastica come un’altra potenziale area di applicazione molto interessante.

Il brevetto della nuova gomma è di proprietà della start-up Amferia, fondata da Andersson e Rajasekharan, nonché della ricercatrice Saba Atefyekta che ha recentemente completato un dottorato di ricerca in scienza dei materiali a Chalmers. Anand è ora CEO di Amferia e guiderà l’applicazione del nuovo materiale e lo sviluppo dell’azienda.

“Ora lavoro a tempo pieno con la nostra società di recente fondazione Amferia per portare la ricerca all’industria. Sono stato lieto di vedere molto interesse reale nel nostro materiale”,

conclude Rajasekharan.

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