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Scoperto un gel che potrà sostituire la cartilagine in modo ottimale negli interventi al ginocchio: forte abbastanza da essere super resistente

L’idrogel sotto la pressione di un kettlebell da 100 libbre (45 chilogrammi).

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Non sorprende che gli scienziati abbiano faticato a trovare un sostituto artificiale della cartilagine del ginocchio naturale: è una straordinaria sostanza biologica che combina le proprietà di un morbido cuscino e una barriera resistente per evitare danni alle articolazioni delle gambe indaffarate. Ma sembra che siamo arrivati ​​a una svolta tanto attesa: i ricercatori pensano che potrebbero aver finalmente sviluppato un materiale che corrisponda alla cartilagine trovata nei nostri corpi e che potrebbe essere usato come sostituto dopo lesioni o in età avanzata.

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Abbiamo deciso di realizzare il primo idrogel che ha le proprietà meccaniche della cartilagine“, afferma il chimico Ben Wiley della Duke University. Un numero significativo di persone potrebbe beneficiare di qualcosa del genere, poiché ogni anno solo negli Stati Uniti si verificano più di 790.000 lesioni alle ginocchia con relativi problemi alla cartilagine . Attualmente quei rimpiazzi – che comportano un intervento chirurgico piuttosto invasivo – possono durare solo un paio di decenni prima che debbano essere sostituiti di nuovo.

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Immagina di poter sostituire solo la cartilagine usurata o danneggiata, invece di dover strappare l’intera articolazione del ginocchio. Come con altri idrogel, gli ingredienti principali di questo nuovo materiale sono i polimeri che assorbono l’acqua : in questo caso un polimero fatto di fili simili a spaghetti, intrecciato con un altro polimero che è meno flessibile e più simile a un cestino. Un terzo polimero, fatto di fibre di cellulosa, funge da maglia che tiene tutto insieme.

Quando il materiale viene allungato, è il terzo polimero che mantiene intatto il gel. Quando viene schiacciato, i polimeri uno e due – con cariche negative che corre lungo la loro lunghezza – si respingono e si attaccano all’acqua, in modo che la forma originale possa essere ripristinata. L’idrogel ha ottenuto il massimo dei voti in entrambe queste categorie cruciali – stretching e schiacciamento – e ha mostrato prestazioni migliori rispetto ad altri idrogel esistenti. In un test di 100.000 tiri ripetuti, la cartilagine artificiale ha resistito così come il materiale poroso di titanio utilizzato negli impianti ossei.

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Solo questa combinazione di tutti e tre i componenti è sia flessibile che rigida e quindi forte“, afferma lo scienziato dei materiali Feichen Yang , anch’esso della Duke University.
Nei test in cui l’idrogel è stato strofinato contro la cartilagine naturale – un milione di volte, non meno – ha dimostrato di essere altrettanto resistente all’usura come il materiale più durevole della cartilagine artificiale che oggi viene utilizzata nelle operazioni dell’alluce ( notevole perché quel gel ha l’approvazione normativa negli Stati Uniti).

Tuttavia, ottenere questo nuovo idrogel approvato per l’uso nell’uomo potrebbe richiedere fino a tre anni, dicono i ricercatori – quindi c’è ancora molta strada da fare prima che i pazienti possano trarre vantaggio dall’innovazione. Finora la non tossicità dell’idrogel è stata testata solo su cellule coltivate in laboratorio. Il prossimo passo è vedere se può essere trapiantato in modo sicuro nelle pecore e solo dopo possono iniziare le prove su persone reali.

Alla fine, tuttavia, il nuovo materiale mostra molte promesse come opzione per coloro che soffrono di dolore al ginocchio: un giorno potrebbero essere in grado di ripristinare un funzionamento completo dell’articolazione, senza lunghi tempi di recupero o una breve durata della cartilagine sostitutiva. Dovrebbe aiutare fino a quando non impareremo come recuperare la nostra cartilagine, almeno. La ricerca è stata pubblicata in Advanced Functional Material .

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Fonte: sciencealert.com

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