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Medicina

Ricerca- Foglietti grafene per costruire protesi ossee su misura

Scritto da Direttore
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Sviluppati “fogli nanotecnologici” per costruire nuovo tessuto osseo che un giorno potra’ essere usato su pazienti per la ricostruzione personalizzata di parti lesionate del loro scheletro. A farlo son stati i ricercatori della Facolta’ di medicina e chirurgia dell’Universita’ Cattolica del Sacro Cuore di Roma, in collaborazione con esperti dell’Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche (Isc-Cnr) di Roma. I risultati sono stati pubblicati su 2D Materials. I fogli di grafene funzionano come stampi in 3D su cui prende forma il nuovo osso. La figura sullo stampo e’ incisa da un raggio laser e si puo’ personalizzare a seconda della forma che si vuole ottenere. Il risultato si deve al team di Massimiliano Papi dell’Istituto di fisica dell’Universita’ Cattolica insieme al direttore dell’Isc-Cnr Claudio Conti. L’uso di questi fogli di grafene in campo clinico potrebbe beneficiare anche delle naturali proprieta’ antibiotiche dell’ossido di grafene. “Il potere antibiotico rappresenta, quindi, un ulteriore vantaggio di questo tipo di materiale”, ha spiegato Papi.

“Infatti oltre a controllare i processi osteogenici, il grafene possiede anche una naturale attivita’ antibatterica. Questo e’ particolarmente interessante – ha aggiunto – perche’ uno dei problemi principali quando si inserisce in un organismo un materiale sintetico e’ l’insorgenza di infezioni post operatorie”. La scoperta e’ stata anche citata in un articolo su Nanotechweb.org, rivista online dell’Istituto di fisica del Regno Unito (Iop). “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 spiegato Wanda Lattanzi, ricercatore dell’Istituto di anatomia umana e biologia cellulare dell’Universita’ Cattolica, che ha collaborato allo studio. I ricercatori si sono resi conto che a seconda della “figura” dello stampo impressa sul foglio di grafene con il raggio laser, queste cellule staminali si depositano sul foglio formando nuovo osso in modo ordinato. Piu’ precisamente, laddove il laser ha inciso il foglio le staminali si accumulano e formano osso; laddove il foglio non e’ inciso dal laser le staminali non si trasformano in cellule “mature”. Il laser, a differenza di trattamenti con agenti chimici, permette di “disegnare” sulla superficie del foglio uno specifico profilo e modulare di conseguenza dove si avra’ piu’ materiale osseo. “Si tratta di una sorprendente applicazione della propagazione di luce laser nei mezzi complessi con importanti applicazioni in campo medico”, ha commentato Conti. “La possibilita’ 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”, ha aggiunto Papi. “Nel nostro lavoro, abbiamo dimostrato che e’ 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 – ha proseguito – potrebbe rivoluzionare la medicina e la chirurgia rigenerativa perche’ ci consente di progettare una struttura ossea personalizzata su una superficie antibatterica”.

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Sviluppati “fogli nanotecnologici” per costruire nuovo tessuto osseo che un giorno potra’ essere usato su pazienti per la ricostruzione personalizzata di parti lesionate del loro scheletro. A farlo son stati i ricercatori della Facolta’ di medicina e chirurgia dell’Universita’ Cattolica del Sacro Cuore di Roma, in collaborazione con esperti dell’Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche (Isc-Cnr) di Roma. I risultati sono stati pubblicati su 2D Materials. I fogli di grafene funzionano come stampi in 3D su cui prende forma il nuovo osso. La figura sullo stampo e’ incisa da un raggio laser e si puo’ personalizzare a seconda della forma che si vuole ottenere. Il risultato si deve al team di Massimiliano Papi dell’Istituto di fisica dell’Universita’ Cattolica insieme al direttore dell’Isc-Cnr Claudio Conti. L’uso di questi fogli di grafene in campo clinico potrebbe beneficiare anche delle naturali proprieta’ antibiotiche dell’ossido di grafene. “Il potere antibiotico rappresenta, quindi, un ulteriore vantaggio di questo tipo di materiale”, ha spiegato Papi.

“Infatti oltre a controllare i processi osteogenici, il grafene possiede anche una naturale attivita’ antibatterica. Questo e’ particolarmente interessante – ha aggiunto – perche’ uno dei problemi principali quando si inserisce in un organismo un materiale sintetico e’ l’insorgenza di infezioni post operatorie”. La scoperta e’ stata anche citata in un articolo su Nanotechweb.org, rivista online dell’Istituto di fisica del Regno Unito (Iop). “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 spiegato Wanda Lattanzi, ricercatore dell’Istituto di anatomia umana e biologia cellulare dell’Universita’ Cattolica, che ha collaborato allo studio. I ricercatori si sono resi conto che a seconda della “figura” dello stampo impressa sul foglio di grafene con il raggio laser, queste cellule staminali si depositano sul foglio formando nuovo osso in modo ordinato. Piu’ precisamente, laddove il laser ha inciso il foglio le staminali si accumulano e formano osso; laddove il foglio non e’ inciso dal laser le staminali non si trasformano in cellule “mature”. Il laser, a differenza di trattamenti con agenti chimici, permette di “disegnare” sulla superficie del foglio uno specifico profilo e modulare di conseguenza dove si avra’ piu’ materiale osseo. “Si tratta di una sorprendente applicazione della propagazione di luce laser nei mezzi complessi con importanti applicazioni in campo medico”, ha commentato Conti. “La possibilita’ 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”, ha aggiunto Papi. “Nel nostro lavoro, abbiamo dimostrato che e’ 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 – ha proseguito – potrebbe rivoluzionare la medicina e la chirurgia rigenerativa perche’ ci consente di progettare una struttura ossea personalizzata su una superficie antibatterica”.

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