Un nuovo idrogel può sostituire la cartilagine del ginocchio

Il materiale imita le proprietà della cartilagine naturale ed è un candidato per la chirurgia di sostituzione dei tessuti del ginocchio

La cartilagine svolge un ruolo chiave nelle articolazioni, in particolare nel ginocchio. Purtroppo, una volta danneggiata, guarisce con difficoltà. La soluzione medica è un intervento di sostituzione, ma finora non esistevano materiali validi da usare. Oggi i ricercatori della Duke University hanno creato un nuovo idrogel con proprietà fisiche simili a quelle della cartilagine naturale.

Gli idrogel sono materiali costituiti da grandi quantità di acqua intrappolata in una struttura molto resistente ma leggera. In campo medico sono già usati per prevenire il sanguinamento, stimolare la crescita dei tessuti o trattare le ferite. I materiali noti, tuttavia, non hanno proprietà meccaniche adeguate. Il nuovo idrogel invece è costituito da tre strutture polimeriche intrecciate. La prima garantisce la resistenza allo stiramento e la seconda offre robustezza contro le forze verticali. La terza struttura è ricca di fibre di cellulosa, che rinforzano ulteriormente il materiale.

Disco di idrogel sotto una sfera da 45 kg. Crediti: Feichen Yang / today.duke.edu.

L’intreccio permette all’idrogel di tornare alla forma originale dopo aver subito modifiche strutturali. I test, pubblicati sulla rivista Advanced Functional Materials, mostrano un disco delle dimensioni di una moneta che resiste a una forza di 45 kg. Il materiale non perde forma né resistenza nemmeno dopo 100 mila allungamenti. L’idrogel è stato inoltre sfregato un milione di volte contro la cartilagine naturale e si è dimostrato più resistente del tessuto naturale.