Costruire le ossa partendo dal legno
La metamorfosi del legno in ceramica è identica al processo che interessa la parte minerale del tessuto osseo, l'idrossiapatite, e che si svolge a livello molecolare o nanoscopico. Il progetto TEM-PLANT ("New bio-ceramisation processes applied to vegetable hierarchical structures"), finanziato dall'UE, ha cercato di sviluppare e applicare nuovi processi ai materiali gerarchici come il legno per produrre ceramiche intelligenti che si comportano come ossa e legamenti. Gli studiosi di TEM-PLANT hanno sviluppato vari tipi di materiali che offrono grandi potenzialità dal punto di vista pratico, tra cui lo scaffolding osseo per favorire la ricrescita ossea con proprietà molto simili all'originale. Vi sono buone possibilità che l'adozione in ambito clinico del nuovo concetto di scaffolding possa avvenire nei prossimi 5-10 anni. Risultati positivi sono stati ottenuti inoltre per le importanti parti molli dell'apparato scheletrico e il team del progetto ha dimostrato in vivo che è possibile utilizzare i polimeri naturali per produrre scaffold rigenerativi per i legamenti e per i tendini. A livello molecolare, TEM-PLANT ha approfondito in dettaglio la trasformazione dei materiali strutturati gerarchicamente come il legno, identificando fenomeni chimico-fisici che sono alla base dei processi di autoassemblaggio e mineralizzazione necessari per ottenere la modifica delle materie prime. Questi nuovi processi offrono prospettive di applicazione future molto più ampie della semplice sostituzione delle parti scheletriche umane, infatti i materiali che possiedono valori elevati di forza tensile e compressiva, oltre a una resistenza simile a quella delle ossa, sono molto rari. Grazie alle tecniche innovative sviluppate dal gruppo TEM-PLANT, inoltre, sarà possibile ottenere nuovi materiali che mantengano le loro proprietà anche a temperature elevate e se sottoposti a sollecitazioni meccaniche. Il progetto TEM-PLANT ha prospettato processi che permetteranno di migliorare la sostituzione delle ossa e dei legamenti. L'utilizzo sempre più ampio di materiali biomorfici include convertitori catalitici, veicoli spaziali e parti di motori per velivoli, mentre un ulteriore vantaggio deriva dal fatto che questo nuovo approccio rispetta i più recenti requisiti ambientali e di riciclaggio.
