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Biomateriali a metà tra mondo vivente e inanimato

Plastiche con funzioni biologiche: cambiano colore e riparano ossa

04 gennaio, 09:25
Dalla seta arrivano i primi biomateriali ibridi in 3D (fonte: BASF - We create chemistry) Dalla seta arrivano i primi biomateriali ibridi in 3D (fonte: BASF - We create chemistry)

Acqua e proteine della seta. Su questi due semplici 'ingredienti' si basa la 'ricetta' che apre la strada ad una nuova classe di materiali ibridi, al confine tra mondo vivente e inanimato. Tanto e' bastato infatti ai ricercatori della Tufts University, guidati dagli italiani Fiorenzo Omenetto e Benedetto Marelli, per sviluppare i primi biomateriali in 3D che possono essere programmati per compiere funzioni biologiche, come cambiare colore quando sono sotto sforzo o rilasciare farmaci, o ancora riparare le ossa. Il risultato, pubblicato sulla rivista dell'Accademia delle Scienze degli Stati Uniti (Pnas), puo' avere molte possibili applicazioni.

La seta, uno dei materiali più forti in natura
La struttura cristallina della seta e' unica e la rende uno dei materiali piu' forti in natura. La fibroina, la proteina che la rende resistente e si auto-assembla, ha la capacita' di proteggere altri materiali pur essendo completamente biocompatibile e biodegradabile. Grazie a queste proprieta', e' possibile costruire solidi di dimensioni molto diverse, anche piccolissime, per compiere determinate funzioni. In passato la stessa proteina e' stata utilizzata per ottenere delle spugne ma adesso si e' deciso di sfruttare altre proprieta', come la solidita' e la resistenza nel tempo: ''il nuovo materiale si comporta come una plastica dura. Ma oltre ad essere un solido, ha anche funzioni biologiche'', spiega all'ANSA Omenetto.

Viti che reagiscono al calore e producono farmaci
I ricercatori sono riusciti a costruire delle viti di fibroina: quando vengono esposte ai raggi infrarossi e scaldate fino alla temperatura di 160 gradi rilasciano enzimi o farmaci. ''Abbiamo ottenuto delle viti che si riscaldano aggiungendo delle nanoparticelle d'oro e possono assorbire le radiazioni'', continua Omenetto. In futuro, ''aggiungendo dei fattori di crescita si potranno avere delle viti ortopediche, capaci di aiutare la ricrescita delle ossa'', aggiunge. Le stesse capacita' sono state sfruttate anche per realizzare delle pinze chirurgiche che cambiano colore quando si avvicinano al loro limite meccanico.

In futuro bulloni 'sensibili' e oggetti per la casa rimodellabili
''La possibilita' di inserire degli elementi, di controllare il loro auto-assembleaggio e modificarne la forma finale, offre delle grandi opportunita' per realizzare biomateriali multifunzione'', commenta Omenetto. Anche se ancora serve molto studio, in futuro si potra' arrivare ad avere anche attrezzi, come dadi e bulloni, che sentono e segnalano le condizioni ambientali che li circondano, oppure oggetti per la casa che possono essere rimodellati.

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