29 marzo 2024
Aggiornato 09:30
Protesi in grafene

Stampi 3D, arrivano le nuove protesi che rivoluzionano la medicina

Scienziati italiani scoprono come produrre protesi ossee completamente personalizzate prodotte con cellule staminali e fogli di grafene

Protesi personalizzate grazie al grafene e le cellule staminali
Protesi personalizzate grazie al grafene e le cellule staminali Foto: Shutterstock

Gli stampi in 3D e l’innovazione in medicina sembrano essere un ottimo connubio quando si parla di salute. In particolare, sembra che le due tecnologie possano essere sfruttate per dar luogo a protesi di ultimissima generazione, realizzate grazie a particolari fogli di grafene. A realizzare i primi prototipi sono stati alcuni ricercatori della Facoltà di medicina e chirurgia dell’Università Cattolica del Sacro Cuore in collaborazione con l’Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche di Roma.

Fogli nanotecnologici
I ricercatori italiani sono riusciti a sviluppare dei fogli, vero e proprio prodotto di nanotecnologia, che consentirà di costruire un tessuto osseo da poter utilizzare come protesi. Tali fogli, infatti, sono dotati di un’incredibile tecnologia in grado di dare origine a un tessuto osseo completamente nuovo che potrà essere adoperato allo scopo di costruire in maniera totalmente personalizzata una zona del corpo umano precedentemente lesionata.

Stampi in 3D
Affinché il prodotto sia davvero personalizzabile al 100%, i fogli di grafene vengono utilizzati come una sorta di stampo in tridimensione che plasmerà l’osso esattamente della forma e delle dimensioni necessarie a un individuo.

Virtù antibatteriche
Secondo quanto riportato recentemente sulla rivista scientifica 2D Materials, il grafene potrebbe anche essere utilizzato allo scopo di sfruttare delle sue virtù antibatteriche. «Il potere antibiotico rappresenta, quindi, un ulteriore vantaggio di questo tipo di materiale. Infatti oltre a controllare i processi osteogenici, il grafene possiede anche una naturale attività antibatterica. Questo è particolarmente interessante perché uno dei problemi principali quando si inserisce in un organismo un materiale sintetico è l’insorgenza di infezioni post operatorie», spiega Massimiliano Papi dell’Istituto di fisica dell’Università Cattolica insieme al direttore dell’Isc-Cnr Claudio Conti.

Cellule staminali
«Le cellule mesenchimali stromali (msc) sono le cellule staminali isolate da tessuti di un individuo adulto, in grado di riparare ossa e cartilagine, ma anche tessuto adiposo, muscoli e vasi», ha dichiarato Wanda Lattanzi, ricercatore dell’Istituto di anatomia umana e biologia cellulare dell’Università Cattolica, che ha collaborato allo studio. Ed è proprio grazie a tali cellule che si potranno avere a disposizione ossa come nuove nei soggetti affetti da lesioni scheletriche.

Come funzionale
Dopo che il raggio laser ha impresso la forma desiderata sul foglio di grafene, le cellule mesenchimali stromali (msc) si depositano sul foglio formando un osso completamente nuovo e in maniera perfettamente ordinata. È interessante notare che le staminali si accumulano e riescono a formare un osso solo dove il laser ha inciso il foglio. Al contrario dove non c’è l’incisione le cellule non riescono a maturare.

Applicazioni sorprendenti
«Si tratta di una sorprendente applicazione della propagazione di luce laser nei mezzi complessi con importanti applicazioni in campo medico», ha dichiarato il direttore Isc-Cnr Claudio Conti. «La possibilità di modulare spazialmente la componente ossea permetterebbe di poter disegnare tessuti ad hoc ovvero ‘personalizzati’ a seconda del tipo di esigenza anatomica e patologica del singolo paziente. Nel nostro lavoro, abbiamo dimostrato che è possibile controllare il modo in cui le cellule staminali migrano, si orientano, si accumulano e ‘maturano’ su una superficie appositamente progettata con uno specifico disegno laser. La nostra strategia potrebbe rivoluzionare la medicina e la chirurgia rigenerativa perché ci consente di progettare una struttura ossea personalizzata su una superficie antibatterica», conclude Papi.