Idrogel intelligenti sensibili agli stimoli
I materiali sensibili agli stimoli possono commutare in modo reversibile le proprie proprietà in funzione degli stimoli esterni. Si prenda ad esempio il colore della pelle della lucertola o della seppia. Nel corso del progetto THREE-S (Smart multi stimuli-responsive supports for controlled cell growth), gli scienziati hanno sviluppato idrogel sensibili a più stimoli, servendosi della tecnica denominata deposizione chimica da fase vapore iniziata (iCVD). Gli idrogel sono stati selezionati sulla base della loro somiglianza al tessuto vivente e sono utilizzabili in applicazioni di ingegneria e rigenerazione dei tessuti. L’iCVD è un metodo di polimerizzazione superficiale utilizzabile per depositare sottili pellicole di polimeri specifici dell’applicazione in un’unica fase in situ e senza solventi. Questo metodo comporta l’importantissimo vantaggio di consentire la fabbricazione di polimeri ingegnerizzanti, dotati di specifiche proprietà su microscala e di comportamenti ben definiti a livello di macroscala. I ricercatori impegnati in THREE-S intendevano cambiare in modo reversibile le proprietà meccaniche dell’idrogel di poli(idrossietilmetacrilato) (PHEMA), utilizzando la luce e l’umidità. Gli idrogel, come suggerisce il nome, sono materiali polimerici con rigidezza variabile, in grado di contenere ampie quantità d’acqua. Si intendeva sviluppare supporti idonei che permettessero un’adesione e una crescita sotto controllo delle cellule. Per caratterizzare le modifiche strutturali prima, durante e dopo l’irradiazione, sono state utilizzate la diffrazione a raggi X e la riflettività di raggi X. I componenti del progetto sono riusciti a funzionalizzare la superficie dell’idrogel PHEMA con azobenzene e a sviluppare un idrogel sensibile alla luce. Servendosi di un’irradiazione luminosa, hanno ottenuto un controllo preciso della rigidezza e dell’elasticità dell’idrogel, agendo sull’assunzione di acqua. In altri termini, hanno alterato in modo reversibile il tasso e la quantità di rigonfiamento in vari tipi di idrogel PHEMA, servendosi dell’umidità e dell’irradiazione luminosa. Dopo il termine del progetto, i ricercatori impegnati in THREE-S intendono immobilizzare le cellule sulla superficie dei loro idrogel intelligenti e dimostrare l’adesione delle cellule e la loro crescita controllata. Le applicazioni in biomedicina risultano ad ampio raggio, poiché comprendono la somministrazione di farmaci, la medicazione di ferite e la formazione di scaffold per tessuto.
Parole chiave
Biomedicina, idrogel, THREE-S, deposizione chimica da fase vapore iniziata, somministrazione di farmaci
