Nello studio coordinato dall’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna, primo passo verso lo sviluppo di materiali intelligenti che consentono di rigenerare i tessuti. I cerotti nanostrutturati agiscono all’interno del corpo umano e sono costituiti da polimeri e particelle piezoelettriche
Pisa, 4 maggio 2020 – Possiamo definirli “cerotti ultrasottili”, dalle dimensioni microscopiche, che agiscono all’interno del corpo umano direttamente sui tessuti cartilaginei, ossei e muscolari, e sono in grado di promuovere fenomeni rigenerativi a carico dei tessuti stessi.
La scoperta scientifica è stata presentata in un paper pubblicato sulla rivista internazionale ACS Applied Materials & Interfaces da un gruppo di ricercatori coordinato dall’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna, in collaborazione con la Scuola Normale Superiore, il Dipartimento di Fisica dell’Università di Genova e il Royal College of Surgeons in Ireland. Combinando per la prima volta la tecnologia dei film ultrasottili (strati di materiale dalle dimensioni inferiori al micron) con compositi di polimeri e particelle piezoelettriche, è possibile garantire un effetto di rigenerazione sui tessuti, con una serie di vantaggi nel trattamento di patologie articolari e non solo.
Lo studio si inserisce all’interno della ricerca scientifica nel campo della medicina rigenerativa e, in particolare, nell’ingegneria tissutale, che ha l’obiettivo di rigenerare organi e tessuti del corpo umano senza dover ricorrere a trapianti o protesi.
I cerotti “nanostrutturati” sono formati da una miscela di polimeri integrata a nanoparticelle piezoelettriche composte da ossido di zinco. Attraverso un piccolo intervento medico-chirurgico non invasivo, il cerotto si aggancia al tessuto grazie al suo spessore ultrasottile che permette di sfruttare forze intermolecolari che ne favoriscono l’adesione.
Una volta ancorato, il cerotto è in grado di resistere all’interno del corpo umano fino a 90 giorni, assicurando l’effetto terapeutico solo sul tessuto danneggiato. Una volta terminata la sua azione, i polimeri usati sono in grado di riassorbirsi nel lungo termine e anche le particelle piezoelettriche possono essere degradate in componenti riassorbibili.
“Nel nostro studio – commenta Lorenzo Vannozzi, project manager dell’Istituto di BioRobotica e prima firma del paper – il materiale che abbiamo creato interagisce molto bene con alcuni tipi cellulari che fanno parte dell’apparato muscoloscheletrico, nello specifico modelli di cellule muscolari, ossee e cartilaginee. Agendo direttamente sul tessuto che presenta una patologia, il cerotto ultrasottile ha un effetto rigenerativo sui tessuti grazie a una aumentata proliferazione e a un più efficiente differenziamento cellulare”.
Lo studio è stato eseguito nell’ambito del progetto europeo H2020 ADMAIORA, coordinato dall’Istituto di BioRobotica, che mira allo sviluppo di nuovi materiali ed altre tecnologie abilitanti per la rigenerazione della cartilagine.
“Questo è un primo passo verso lo sviluppo di materiali intelligenti che consentono, grazie ai loro stimoli, di rigenerare i tessuti (cartilagine in primis). All’interno del progetto, nei prossimi mesi, evolveremo questa tecnologia e punteremo a sviluppare sistemi tridimensionali combinati con altri stimoli fisici, quali gli ultrasuoni, per aumentare ulteriormente il loro potenziale terapeutico” dichiara Leonardo Ricotti, coordinatore di ADMAIORA e professore dell’Istituto di BioRobotica.
Dettagli dello studio: “Novel ultra-thin films based on a blend of PEG-b-PCL and PLLA and doped with ZnO nanoparticles” – Autori: Lorenzo Vannozzi, Pedro José Gouveia, Pasqualantonio Pingue, Claudio Canale, Leonardo Ricotti.
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