Un idrogel al microscopio: il nuovo tessuto combina la porosità che crea un'impalcatura dove le cellule possono svilupparsi alla resistenza necessaria al continuo movimento del muscolo o altro organo in cui l'idrogel viene iniettato.
“Il periodo di convalescenza dopo problemi cardiaci può rivelarsi lungo e problematico: il processo di guarigione incontra ostacoli insiti nella necessità dei tessuti muscolari di rimanere in costante movimento per generare i battiti cardiaci” spiega Guangyu Bao del Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Università McGill (Montreal, Canada) nell’introdurre quella che potrebbe rappresentare una soluzione al problema: un tessuto sintetico in grado di riparare il cuore ma anche altri muscoli e le corde vocali.
Una ricerca interdisciplinare: fisica, chimica, biologia e ingegneria
Il team della McGill guidato dai professori Luc Mongeau e Jianyu Li ha sviluppato un idrogel iniettabile dalle caratteristiche adatte a conseguire il risultato ricercato. L’idrogel è un biomateriale nella cui struttura porosa le cellule possono svilupparsi e formare a loro volta un tessuto, costituendo una sorta di impalcatura che agevola e regola questa funzione naturale. Una volta iniettato, l’idrogel crea una struttura stabile che può essere colonizzata dalle cellule vive nel processo di riparazione di una ferita.
“I risultati sono promettenti e speriamo un giorno l’idrogel possa essere utilizzato come base per restituire la voce agli individui vittime di danni alle corde vocali, dovute per esempio a tumore alla laringe” prosegue Bao. Le applicazioni di una simile tecnologia sono infatti potenzialmente molto estese e riguardare, oltre ai muscoli, anche tessuti come quelli polmonari tanto da poter creare in laboratorio una sorta di organo su cui effettuare uno screening nel processo necessario a determinare l’efficacia di nuovi medicinali, per esempio, oppure per veicolarne una somministrazione mirata nell’organismo.
Superare i problemi di resistenza e flessibilità
I biotessuti analoghi creati finora non possedevano le qualità necessarie, andando brevemente incontro al collasso strutturale (si rompono) in seguito ai movimenti e alle deformazioni cui è necessariamente sottoposto l’organo dove viene iniettato, com’è particolarmente evidente proprio nel caso di cuore e corde vocali. Il nuovo idrogel ha invece superato i test di laboratorio che includono la simulazione di condizioni biomeccaniche estreme, come l’essere sottoposti a oltre sei milioni di cicli di 120 vibrazioni al secondo: il nuovo biotessuto rimane intatto dove gli idrogel standard vanno in frantumi.
“Siamo incredibilmente eccitati nel vedere il nuovo materiale funzionare perfettamente nei test. Prima del nostro lavoro nessun idrogel iniettabile possedeva contemporaneamente le necessarie qualità di porosità e resistenza. Abbiamo superato l’ostacolo introducendo nella formula un polimero in grado di creare pori nel tessuto” conclude Guangyu Bao.
Il team confida che gli incoraggianti risultati di laboratorio possano presto trovare impiego in vari campi della medicina applicata.
Per ulteriori informazioni: “Perfusable Double‐Network Hydrogels Resilient to Extreme Biomechanical Stimulations“, Advanced Science (2021).
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