I materiali idrogel biointerattivi diventano più intelligenti che mai
Al fine di avviare l’inevitabile crescita nel settore dei materiali biomedici, il progetto NEOGEL (Multi-disciplinary training environment for next generation hydrogel-based smart bio-interactive materials), finanziato dall’UE, ha formato quattro ricercatori a inizio di carriera (ESR) nello sviluppo di idrogel intelligenti riassorbibili, come materiali piattaforma per l’ingegneria tissutale. L’attenzione fa leva sulla formazione interdisciplinare durante collaborazioni tra mondo accademico e settore industriale. I singoli progetti hanno lavorato su nuovi idrogel a base di polipeptidi. Utilizzando la risonanza magnetica nucleare (NMR, nuclear magnetic resonance), l’analisi degli idrogel industriali ha determinato strutture a rete, così come nuove nanoparticelle, adatte per l’incorporazione nel materiale idrogel. Gli studi di proprietà della struttura supportati da NMR hanno fornito nuove conoscenze circa il modo in cui l’ordine e le dinamiche microscopiche producono le emergenti proprietà idrogel strutturali e di rilascio caratterizzate da interesse industriale. I risultati NMR sono stati correlati con le proprietà dei materiali al fine di guidare lo sviluppo di gel di nuova generazione. L’incorporazione di nanoparticelle magnetiche per ottenere gel che rilasciano principi attivi innescati da un campo magnetico esterno ha costituito la base di un altro progetto di ricerca NEOGEL. I ricercatori hanno lavorato sullo sviluppo di particelle magnetiche adatte, così come sulla modifica della loro chimica di superficie, affinché possa reagire con l’idrogel. Gli inconvenienti dei gel polipeptidici di prima generazione includono una bassa reattività. I ricercatori del progetto NEOGEL hanno sostituito la reticolazione della tirosina con triptofano, il che ha prodotto idrogel meccanicamente più stabili e biocompatibili. Una significativa applicazione riguarda la progettazione di gel ibridi per dispositivi a doppio rilascio, partendo da farmaci con nucleo idrofobo e guscio idrofilo a base di polilisina. Un nuovo percorso per la sintesi pulita di precursori di idrogel polipeptidico, per il raggiungimento di un elevato livello di controllo strutturale, ha utilizzato l’iniziazione UV. Un ulteriore lavoro di ricerca ha indicato che questi precursori possono essere usati nella decorazione superficiale di materiali planari e particellari, ai fini della costruzione di superfici caratterizzate da biorilevamento. Tutti i ricercatori ESR del progetto NEOGEL hanno assicurato l’utilizzo a lungo termine nel settore industriale, non solo grazie all’avanzamento dei propri obiettivi di ricerca, ma che contribuendo alla diffusione dei risultati del progetto. Un’ampia copertura è stata raggiunta anche attraverso conferenze e pubblicazioni in riviste scientifiche di alto profilo.
Parole chiave
Idrogel, intelligente, NEOGEL, polipeptide, nanoparticelle magnetiche
