Un sistema che potrebbe rivoluzionare la medicina rigenerativa consentendo di progettare una struttura ossea personalizzata su una superficie antibatterica
“Fogli nanotecnologici” per costruire nuovo tessuto osseo. Un sistema che un giorno potrebbe essere usato, nell’ambito della medicina rigenerativa, per la ricostruzione personalizzata di parti lesionate dello scheletro dei pazienti.
Lo hanno sviluppato i ricercatori della Facoltà di medicina e chirurgia dell’Università Cattolica del Sacro Cuore di Roma. Al loro fianco gli esperti dell’Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche (Isc-Cnr) di Roma.
I fogli di grafene funzionano come stampi in 3D su cui prende forma il nuovo osso. La figura sullo stampo è incisa da un raggio laser e si può personalizzare a seconda della forma che si vuole ottenere.
Il risultato è stato reso noto su 2D Materials, rivista scientifica internazionale peer-reviewed che si occupa di nuove applicazioni dei materiali bidimensionali come il grafene.
L’uso di questi fogli in campo clinico potrebbe beneficiare anche delle naturali proprietà antibiotiche dell’ossido di grafene. “Il potere antibiotico – spiega il professor Massimiliano Papi, dell’Istituto di fisica dell’Università Cattolica – rappresenta, quindi, un ulteriore vantaggio di questo tipo di materiale”
Infatti oltre a controllare i processi osteogenici, il grafene possiede anche una naturale attività antibatterica. Un dato particolarmente interessante perché uno dei problemi principali quando si inserisce in un organismo un materiale sintetico è l’insorgenza di infezioni post operatorie.
“Le cellule mesenchimali stromali (msc) – spiega Wanda Lattanzi, ricercatore dell’Istituto di anatomia umana e biologia cellulare dell’Università Cattolica – sono le cellule staminali isolate da tessuti di un individuo adulto, in grado di riparare ossa e cartilagine, ma anche tessuto adiposo, muscoli e vasi”.
Gli esperti dell’Università Cattolica si sono resi conto che a seconda della ‘figura’ dello stampo impressa sul foglio di grafene con il raggio laser, queste cellule staminali si depositano sul foglio formando nuovo osso in modo ordinato.
Più precisamente, laddove il laser ha inciso il foglio le staminali si accumulano e formano osso. Laddove il foglio non è inciso dal laser le staminali non si trasformano in cellule ‘mature’.
Il laser, a differenza di trattamenti con agenti chimici, permette di ‘disegnare’ sulla superficie del foglio uno specifico profilo e modulare di conseguenza dove si avrà più materiale osseo.
“Si tratta – commenta il direttore Isc-Cnr Claudio Conti – di una sorprendente applicazione della propagazione di luce laser nei mezzi complessi con importanti applicazioni in campo medico”.
La possibilità di modulare spazialmente la componente ossea permetterebbe di poter disegnare tessuti ‘personalizzati’ a seconda del tipo di esigenza anatomica e patologica del paziente.
“Nel nostro lavoro – conclude Massimiliano Papi – abbiamo dimostrato che è possibile controllare il modo in cui le cellule staminali migrano, si orientano, si accumulano e ‘maturano’ su una superficie appositamente progettata con uno specifico disegno laser”.
La strategia, secondo il ricercatore, potrebbe rivoluzionare la medicina rigenerativa perché consentirebbe di progettare una struttura ossea personalizzata su una superficie antibatterica.
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