Ricerca, nasce a Modena un "biovetro" che punta a rivoluzionare la chirurgia

Ricercatori Unimore realizzano un vetro bioattivo in grado di mantenere la bioattività e di inibire lo stress ossidativo all’origine di infiammazioni provocate da protesi metalliche. Lo studio “Cerium-doped bioactive 45S5 glasses: spectroscopic, redox, bioactivity and biocatalytic properties”, pubblicato dalla prestigiosa rivista Journal of Materials Science (ed. Springer), è stato sviluppato dalla dott.ssa Valentina Nicolini, dal prof. Gianluca Malavasi, dalla prof.ssa Ledi Menabue e dalla prof.ssa Gigliola Lusvardi del Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche (DSCG) e dal dott. Francesco Benedetti, prof. Sergio Valeri e dott. Paola Luches del Dipartimento di Fisica, Informatica e Matematica (FIM)

I vetri bioattivi sono una classe di materiali già in uso da qualche decennio ad esempio, come additivi di paste dentifrice  e come rivestimenti per protesi metalliche. In quest’ultimo caso la loro funzione è di stimolare la proliferazione cellulare degli osteoblasti e quindi la crescita dell’osso che si deposita sulla superficie del vetro e va a sostituire il vetro che degrada con il risultato di ancorare stabilmente la protesi all’osso.

“Il primo vetro bioattivo – spiega la prof. Ledi Menabue di Unimore - è stato sintetizzato nel 1969 dal dott. Larry Hench, che conosceva i problemi di reduci del Vietnam feriti agli arti, i quali spesso dovevano subire traumatiche amputazioni, non essendo disponibili materiali che potessero sostituire o rinforzare l’osso mancante. Perciò si è posto l’obiettivo di mettere a punto dei materiali idonei”. Un effetto collaterale degli interventi chirurgici è l’infiammazione dei tessuti circostanti l’area dell’intervento, chiamato stress ossidativo, con un eccesso di produzione di perossidi e specie radicaliche, dannose per l’organismo. L’organismo reagisce attraverso le funzioni di enzimi quali le catalasi e la perossidasi.

“Nel nostri studi – prosegue la prof.ssa Ledi Menabue - abbiamo modificato la composizione di un biovetro con aggiunta di ossido di cerio, dimostrando che il biovetro mantiene la bioattività e nello stesso tempo inibisce lo stress ossidativo, riducendo quindi l’infiammazione. Tutto questo è permesso dalla capacità del cerio di  acquistare e cedere elettroni per reazione con perossidi e  radicali e formazione di specie innocue come acqua ed ossigeno, simulando il comportamento degli enzimi catalasi e perossidasi, che negli organismi viventi sono deputati a queste funzioni”.

Lo studio per l’interesse suscitato nella comunità scientifica è stato selezionato come miglior articolo di agosto tra oltre 90 articoli pubblicati nella rivista statunitense e parteciperà alla fase finale del premio “2017 Cahn Prize"