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Passi in avanti verso il cuore artificiale, grazie a materiali innovativi

La collaborazione interdisciplinare tra l’Istituto nazionale di ottica del Cnr, l’Università di Firenze e il Lens, ha reso possibile lo sviluppo di un innovativo materiale foto-responsivo, capace di riprodurre le proprietà meccaniche del cuore umano.

La scoperta è stata possiblie attraverso la combinazione di competenze nel campo della chimica dei materiali, dell’ottica, della fisiologia e della medicina sperimentale. È stato possibile sperimentare dei materiali innovativi capaci di contrarsi una volta stimolati con la luce. Tali materiali sono stati implementati in modo da mimare la contrazione del muscolo cardiaco, con il fine di realizzarne un primo prototipo di muscolo artificiale. Il lavoro, pubblicato sulla rivista Circulation Research, ha dimostrato che questi materiali sono potenzialmente in grado di aumentare la performance contrattile del cuore.

cuore artificiale
Rappresentazione schematica di un cuore artificiale basato su un innovativo cristallo liquido elastomerico capace di contrarsi sotto stimolo luminoso.

Abbiamo progettato e sintetizzato una vera e propria ‘palette’ di cristalli liquidi elastomerici capaci di contrarsi sotto stimolazione luminosa”, spiega Camilla Parmeggiani del Lens e Unifi. “Questi materiali sono stati caratterizzati meccanicamente come se fossero dei muscoli, con l’obbiettivo di identificare quelli con le proprietà più simili a quelle del nostro cuore”. I risultati hanno superato le aspettative. Leonardo Sacconi del Cnr-Ino, ha aggiunto: “Abbiamo realizzato un materiale biocompatibile che può produrre livelli di forza paragonabili o superiori a quelli del muscolo nativo, replicandone le proprietà cinematiche”,

Le applicazioni della ricerca sono molteplici e riguardano diversi settori della medicina: benché i materiali siano stati sviluppati per assistere la contrazione cardiaca, il loro utilizzo può essere esteso per assistere la funzione compromessa dei muscoli scheletrico e liscio, come ad esempio nel caso di distrofie muscolari, malattie neurodegenerative e lesioni spinali.

Carlo Saccomando

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