Nuovo biomateriale per accelerare la guarigione delle lesioni delle ossa craniche

Martedì 2 maggio 2023 • Neph Rivera: Contatto

Un membro della facoltà dell'Università del Texas ad Arlington utilizzerà una sovvenzione federale multi-istituzionale di 2,3 milioni di dollari per aiutare a sfruttare il potere curativo della nanotecnologia dei semiconduttori.

Venu Varanasi, professore associato presso il Centro di ricerca osseo-muscolare del College of Nursing and Health Innovation, sta sviluppando biomateriali semiconduttori per aiutare ad accelerare la guarigione ossea nei pazienti affetti da difetti ossei cranici.

Il progetto è una collaborazione con i ricercatori dell’UTA Marco Brotto, direttore del Centro di ricerca osseo-muscolare, e Pranesh Aswath, professore di bioingegneria e vice rettore senior, entrambi descritti da Varanasi come suoi mentori. Al progetto stanno contribuendo anche scienziati dell’UTHealth Houston, della Rice University e dell’UT Southwestern Medical Center.

Solitamente esistono due strategie di trattamento utilizzate per i trattamenti sulle ossa craniche, ciascuna con i propri inconvenienti, ha affermato Varanasi.

Varanasi e il suo team sperano di sviluppare un nuovo materiale che possa aiutare ad accelerare e standardizzare il tempo necessario ai pazienti per guarire.

"Il nostro progetto è quello di realizzare alcuni nuovi materiali che possano migliorare il tasso di guarigione degli impianti fissativi e migliorare la stabilità dei materiali degradabili in modo che l'osso possa generarsi più velocemente in entrambe le situazioni", ha affermato.

L'attenzione di Varanasi si concentra sull'uso di un biomateriale semiconduttore che induce un effetto curativo e riduce al minimo le risposte immunitarie e l'infiammazione.

"Stiamo utilizzando un materiale particolare che può essere trovato su un microchip e lo stiamo inserendo come rivestimento per impianti su dispositivi di fissaggio o come nanoparticella nei materiali degradabili", ha affermato. "Ciò contribuirà a stimolare l'attività antiossidante, che può aiutare a produrre tessuto osseo e vascolare necessari per guarire l'intero gap osseo."

Varanasi ha affermato che questo nuovo approccio è stato ispirato da precedenti ricerche che coinvolgevano le piante e l’elemento silicio, che ha stimolato la produzione di enzimi che hanno aiutato le piante a sopravvivere a condizioni traumatiche come la siccità.

"Ho iniziato a produrre dati e ho scoperto che, proprio come le piante, i mammiferi e gli esseri umani producono lo stesso tipo di enzimi", ha detto Varanasi. "Nessuno ha creato il legame tra lo ione silicio e i meccanismi antiossidanti nei mammiferi fino al nostro progetto."

Per sviluppare il biomateriale semiconduttore, Varanasi sta collaborando con il Centro di ricerca sulla nanotecnologia dell’Istituto Shimadzu e il Centro di caratterizzazione per materiali e biologia dell’UTA.

Varanasi ha riconosciuto i contributi critici degli ex studenti di dottorato che lo hanno aiutato a ottenere i dati necessari per questa grande sovvenzione. Includono Kamal Awad (scienza dei materiali e ingegneria) e Neelam Ahuja (kinesiologia). Ha inoltre sottolineato il sostegno dell'Ufficio del Vicepresidente per la ricerca e l'innovazione dell'UTA e di Leticia Brotto per la sua assistenza nel tutoraggio di studenti e tirocinanti.

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Questa ricerca è stata supportata dall'Istituto nazionale di ricerca dentale e craniofacciale del National Institutes of Health con il numero di premio R01DE031872. Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresenta necessariamente il punto di vista ufficiale del National Institutes of Health.