Nell'immagine: un osso sintetico (Foto: Adam E. Jakus)
Un team di ricercatori della Northwestern University (Stati Uniti) ha creato un nuovo materiale sintetico che combina resistenza e flessibilità. Ribattezzato "osso iperlelastico" (o HB, acronimo hyperelastic bone), potrebbe trovare applicazione nel campo della chirurgia ricostruttiva, per curare lesioni ossee o sostituire porzioni di scheletro gravemente malate, il tutto con l'ausilio di una stampante 3D. Per ora l'HB non è ancora stato testato sugli esseri umani, ma i primi esperimenti con gli animali hanno dato risultati che gli stessi scienziati definiscono "abbastanza sorprendenti".
COME È FATTO E COME FUNZIONA
L'ingrediente base dell'osso iperlelastico è l'idrossiapatite, il principale costituente minerale del tessuto osseo. Si tratta di un elemento già impiegato nella chirurgia ricostruttiva, ma che ha il difetto di essere piuttosto fragile. Per questo motivo i ricercatori hanno aggiunto nella loro ricetta un particolare polimero che dona flessibilità al materiale, consentendo di tagliarlo, pressarlo e piegarlo a piacimento. È inoltre poroso e assorbente, due qualità che favoriscono la crescita dei vasi sanguigni una volta eseguito l'innesto nell'organismo – senza l'apporto di nutrienti da parte di vene e capillari il tessuto circostante è infatti destinato a morire.
ESPERIMENTI IN LABORATORIO
Il gruppo della Northwestern ha eseguito diversi esperimenti in vitro. In uno hanno inserito delle cellule staminali all'interno di alcuni stampi 3D, verificando che il tessuto biologico è in grado di proliferare e riempire gli spazi disponibili nel giro di poche settimane. Non solo: le cellule staminali hanno anche iniziato produrre minerali in autonomia, un processo fondamentale per ricostruire il nuovo osso intorno all'impalcatura sintetica.
In un altro esperimento l'osso iperelastico è stato impiantato sotto la pelle di un topo, dove si è rapidamente integrato con l'organismo ospite, senza scatenare infiammazioni e risposte immunitarie.
SUCCESSI E PROSPETTIVE
I test hanno toccato anche l'ambito chirurgico. L'HB è stato usato per connettere due vertebre dorsali in un ratto e per sostituire un pezzo di cranio in un macaco con il midollo osseo compromesso. In entrambi non c'è stato rigetto ed è stata riscontrata una buona crescita dei vasi sanguigni e del nuovo tessuto osseo.
Per quanto soddisfacenti, i risultati dovranno essere confermati su larga scala, conducendo nuovi esperimenti sugli animali. Il team confida poi di riuscire a spostare la propria attenzione direttamente sugli esseri umani entro un massimo di cinque anni. L'osso iperelastico, dicono gli autori dello studio, presenta numerosi vantaggi, tra cui il fatto che è economico, può essere stampato a temperatura ambiente (il che semplifica le operazioni di produzione) ed è facile da immagazzinare.
I dettagli della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Science Translational Medicine.