Nuovo gel ripara la cartilagine in modo non chirurgico con l’elettricità

Crtilagine-Immagine:a) Illustrazione schematica dell’uso dell’idrogel piezoelettrico per i pazienti con OA. Credito: Nature Communications (2023).

Una vita di attività può gradualmente erodere la cartilagine che ammortizza le nostre articolazioni. “Un giorno, potremmo semplicemente iniettare un gel per ripararla“, riferiscono i ricercatori dell’Università del Connecticut nel numero del 6 ottobre di Nature Communications.

Decenni di corsa, arrampicata e salto possono consumare la cartilagine che ammortizza le nostre articolazioni, erodendola fino allo sfregamento dell’osso contro l’osso, una condizione dolorosa chiamata osteoartrite. Più di 500 milioni di persone in tutto il mondo sono affette da osteoartrosi e, secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità, il ginocchio è l’articolazione più comunemente colpita. L’intervento chirurgico per rimuovere o riparare la cartilagine danneggiata del ginocchio è comune. Ma questi interventi non sempre hanno successo e gli adulti raramente rigenerano la cartilagine.

Gli ingegneri biomedici hanno soluzioni a parte, del problema: “esistono impalcature compatibili con la cartilagine umana e che ne incoraggiano la ricrescita quando vengono impiantate nel ginocchio. Ma tali impalcature richiedono ancora un intervento chirurgico”.

“Un’impalcatura solida [che incoraggia la ricrescita] è davvero utile. Ma renderla iniettabile ridurrebbe molto il dolore e la sofferenza dei pazienti“, afferma Thanh Nguyen, Ingegnere biomedico della UConn. Il suo team, che comprende ricercatori di UConn, UConn Health, Peking University School ed Eli Lilly, ha ora progettato un trattamento iniettabile.

Il laboratorio di Nguyen è specializzato nella lavorazione di materiali piezoelettrici compatibili con il corpo. I materiali piezoelettrici generano lievi campi elettrici quando vengono flessi o piegati. “Questi campi elettrici imitano quelli prodotti dal corpo stesso quando recluta cellule staminali per guarire la cartilagine danneggiata”. I ricercatori hanno deciso di provare la stessa tecnica, la stimolazione piezoelettrica, ma sotto forma di gel. “Invece di richiedere un intervento chirurgico per inserire un’impalcatura solida, il gel potrebbe essere semplicemente iniettato nel ginocchio, una procedura molto meno invasiva”, spiegano gli autori.

Lo studente appena laureato di Nguyen, Tra Vinikoor e colleghi hanno preso l’acido poli-L-lattico, un materiale piezoelettrico, e lo hanno filato in minuscole fibre che hanno mescolato in un gel. Hanno poi iniettato il gel nelle ginocchia dei conigli con cartilagine danneggiata. Dopo due settimane hanno iniziato ad applicare gli ultrasuoni cinque volte a settimana per attivare le fibre piezoelettriche. E la cartilagine dei conigli è ricresciuta. Dopo circa due mesi, il team ha visto la cartilagine riformata e funzionale nelle ginocchia degli animali.

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La tecnica sembra funzionare altrettanto bene quanto l’impianto di una solida impalcatura piezoelettrica, ma senza le complicazioni dell’intervento chirurgico. I ricercatori sperano di testare presto la tecnica su animali più grandi e più simili agli esseri umani.

Fonte:Nature Communications