Una colla ispirata alla natura per riparare le fratture ossee
Gli organismi marini come le cozze producono colle che resistono ad ambienti umidi e turbolenti e permettono loro di fissarsi saldamente alle superfici. Queste caratteristiche li rendono il modello ideale a cui ispirarsi per creare agenti leganti da utilizzare in chirurgia. Attualmente, questi bioadesivi derivati dalle creature marine vengono utilizzati per i tessuti molli, ad esempio in caso di ferite, ma per un eventuale impiego con tessuti duri come le ossa dovranno essere ulteriormente migliorati. Il progetto DIADOM (Marine inspired biosilica-filled hydrogels), finanziato dall’UE, ha combinato un bioadesivo derivato dalle cozze con silice marina per migliorare la mineralizzazione e, di conseguenza, la crescita delle ossa. I ricercatori hanno utilizzato inizialmente un idrogel sviluppato in precedenza che simula la colla prodotta dalle cozze blu Mytilus edulis. Per combinare l’idrogel con la biosilice hanno impiegato reazioni chimiche ispirate alla natura che legano tra loro gli aminoacidi, formando le proteine. Quando il team ha testato le proprietà meccaniche dell’idrogel adesivo ha scoperto che i gel che formano legami incrociati con la biosilice riescono a resistere a forze meccaniche maggiori dei soli idrogel. Il sistema idrogel-silice, inoltre, si è gelificato in meno di tre minuti, mostrando di essere adatto all’incollatura di frammenti ossei e alla chiusura rapida delle ferite durante gli interventi chirurgici. Poiché il team DIADOM ha impiegato silice naturale derivata da organismi marini, i ricercatori hanno verificato che non fosse tossico per le cellule umane. La biosilice estratta dalle alghe del fiume Mississippi è stata testata inizialmente per rilevare la tossicità su cellule di topo, quindi gli scienziati hanno testato il sistema biosilice-idrogel nei topi per vedere se induceva infiammazione, verificandone gli effetti su reni, milza e fegato. Dopo essersi accertati che il sistema non è tossico nei topi, hanno studiato la risposta indotta nelle cellule ossee umane. Benché non sia emersa alcuna evidenza di tossicità, le cellule non hanno mostrato una buona adesione all’idrogel e il test del sistema è stato interrotto. Il team DIADOM ha dimostrato gli importanti vantaggi della colla di origine naturale per la formazione rapida di forti legami da osso a osso. Pur avendo promettenti applicazioni biomediche, la capacità di questa sostanza di legarsi alle superfici e di resistere alle forze meccaniche deve ancora essere migliorata prima che sia possibile l’uso sui pazienti.
Parole chiave
Fratture ossee, colla chirurgica, cozze, organismi marini, bioadesivi, biosilice, idrogel
