Ossa che si riparano da sole: Laura Cipolla e la medicina di frontiera

Un osso biocompatibile, che si ripara da solo. E’ la scoperta degli ingegneri del Dipartimento di Materiali dell’Imperial College di Londra e dei ricercatori chimici del Dipartimento di Biotecnologie e Bioscienze dell’Università di Milano-Bicocca, che hanno cominciato a collaborare nel 2009. Di recente, insieme, sono riusciti, a sintetizzare nuovi materiali ibridi che potranno essere utilizzati per rigenerare il tessuto osseo e cartilagineo, danneggiato da traumi o patologie.

A coordinare il gruppo italiano, Laura Cipolla, milanese, classe ’68, docente di Chimica organica, che spiega: “Il progetto, avviato nel 2012,  è stato sviluppato grazie ad un finanziamento del Ministero dell’Università e della Ricerca italiano ed è stato reso possibile dallo scambio tra i nostri ricercatori e quelli londinesi. Francesca Tallia, studentessa di dottorato in Materials Science è venuta a Milano, Laura Russo, assegnista di ricerca di Chimica organica dell’Università di Milano, è andata all’Imperial. La collaborazione è iniziata dopo un congresso, tenutosi a Losanna nel 2009, in cui, noi ricercatori italiani siamo rimasti affascinati dalla lezione di Julian Jones,docente di Biomaterials all’Imperial, sul bio – vetro, materiale inorganico, punto di partenza dei nostri studi, utilizzato durante la guerra del Vietnam per guarire le fratture dei veterani. Con i colleghi londinesi siamo andati oltre le previsioni, arrivando a progettare, realizzare e brevettar eun materiale di nuova formulazione che, rotto, si aggiusta da solo. In questo risultato ha giocato molto anche un pizzico di fortuna, perché, un giorno, abbiamo assistito all’autoriparazione di un pezzetto di materiale, che non ci aspettavamo”.

Ma come si è arrivati all’osso bionico? “Il tessuto osseo naturale, come la cartilagine – chiarisce la scienziata- ha una forte resistenza meccanica, ma è allo stesso tempo dinamico. Abbiamo studiato il modo con cui poter copiare queste caratteristiche con materiali sintetici. In natura, si sa, l’elasticità e la resistenza sono date dalla combinazione di una parte inorganica rigida e resistente, minerale, calcificata e di una organica. Che è quella proteica. Abbiamo utilizzato un materiale inorganico, a base di silicio, e una matrice organica, con una formulazione mai utilizzata. Si è giunti ad un materiale con caratteristiche molto particolari, in grado di auto-ripararsi in caso di fratture nette o scheggiature, elastico, resistente alla compressione e alla trazione”.

Il materiale è stato sviluppato per applicazioni biomediche, cioè per la medicina rigenerativa. Per questo, dopo una fase di sperimentazione preclinica, che inizierà a Londra tra qualche mese, “si potrebbe giungere – specifica Cipolla- alla realizzazione di un materiale che, beningegnerizzato, stimoli la riparazione del tessuto, fino ad arrivare alla rigenerazione della cartilagine consumata o danneggiata sia a livello del menisco sia a livello dei dischi intervertebrali. Inoltre le capacità autoriparanti e la possibilità distampa in 3D permetteranno di studiare ambiti di applicazione industriale. La tecnologia messa a punto potrebbe essere, infatti, estesa alla realizzazione di materiali innovativi ultraresistenti e autoriparanti per innumerevoli applicazioni di uso quotidiano, come monitor per PC e schermi”.

Cosa è stato difficile? Senza dubbio, fa sapere la ricercatrice, elaborare l’idea, stendere la base per arrivare a formulare un materiale di questo tipo. L’approccio multidisciplinare con il gruppo di ricerca londinese, specializzato nello sviluppo di biomateriali ibridi, primo a progettare e produrre un bio-vetro 3D poroso, ha portato a questo risultato. “Resta da capire – conclude – come avviene l’autorigenerazione, quindi studiare il meccanismo di autoriparazione. 

C’è ancora molta strada da fare, saranno necessari almeno dieci anni per vedere applicato questo materiale, ma siamo convinti di aver fatto un passo ulteriore verso una medicina di frontiera”.