Grafene per curare le lesioni al midollo spinale

In questa illustrazione il processo usato dalla Rice: i ricercatori hanno inserito atomi di potassio tra gli strati di nanotubi di carbonio multiwalled per suddividerli in nanostrisce di grafene. A questo è seguita l’aggiunta di ossido di etilene per porre agli estremi PEG solubilizzante. Questo permette di avere superfici piatte di nanostrisce di grafene che danno ai neuroni una superfice conduttiva su cui crescere.

Il grafene, grazie alle sue innumerevoli proprietà, potrebbe essere la chiave per curare le lesioni al midollo spinale.

Chi danneggia il midollo spinale rischia la paralisi totale o parziale. La medicina attuale può fare poco per intervenire, ma in futuro – al momento molto distante – questo stato di cose potrebbe cambiare.

Un team di ricercatori della Rice University ritiene infatti che l’accoppiata di nanostrisce di grafene e un polimero comune possa portare, un giorno, alla “cura dei danni al midollo spinale“. Tutto nasce dal lavoro del chimico James Tour, che ha speso un decennio a studiare possibili applicazioni per le nanostrisce di grafene.

Questo materiale, le cui straordinarie proprietà elettriche, ottiche e meccaniche lo rendono ideale in molteplici settori, potrebbe trovare anche uso medico. Alla Rice hanno creato un materiale chiamato Texas-PEG – basato appunto su nanostrisce di grafene – che potrebbe aiutare a riparare un midollo spinale danneggiato in parte o completamente.

Lo studio è stato pubblicato, con promettenti risultati preliminari, sul giornale Surgical Neurology International. Le nanostrisce di grafene messe a punto dalla Rice sono altamente solubili nel glicole polietilenico (PEG), un gel polimerico biocompatibile usato nelle operazioni, nei prodotti farmaceutici e in altre applicazioni biologiche.

Quando le estremità delle nanostrisce biocompatibili sono rese funzionali con catene PEG e ulteriormente mischiate con il glicole polietilenico formano una rete elettricamente attiva che aiuta la riconnessione delle estremità recise del midollo spinale.

nanostrisce grafene

“I neuroni crescono bene sul grafene perché è una superficie conduttiva e stimola la crescita neuronale“, ha detto Tour. “Non siamo l’unico laboratorio che ha dimostrato che i neuroni che crescono sul grafene in una piastra di Petri” ha aggiunto. “La differenza è che gli altri laboratori sperimentano comunemente con ossido di grafene solubile in acqua, che è molto meno conduttivo del grafene, o strutture di grafene non a strisce“.

Alla Rice hanno sviluppato un modo per aggiungere catene polimeriche solubili in acqua agli estremi delle nanostrisce, conservandone la conducibilità ma rendendole al tempo stesso solubili. Tour ha spiegato che solo l’1% del Texas-PEG è costituito da nanostrisce, ma ciò è sufficiente per formare una struttura conduttiva tramite la quale il midollo spinale si può ricollegare.

Tramite il Texas-PEG i ricercatori della Konkuk University (Corea del Sud) sono riusciti a ripristinare la funzionalità in un roditore con il midollo spinale reciso. Tour ha spiegato che il materiale ha favorito il passaggio dei segnali neuronali motori e sensoriali tramite il tratto precedentemente danneggiato nell’arco di 24 ore dopo la completa resezione del midollo spinale e un quasi perfetto recupero del controllo motorio dopo due settimane.

“È un importante progresso rispetto al lavoro precedente con il solo PEG, che non ha dato alcun recupero dei segnali neuronali sensoriali nello stesso periodo di tempo e ha restituito un controllo motorio solo del 10% dopo quattro settimane“, ha aggiunto Tour.

Secondo Tour il potenziale di Texas-PEG per aiutare i pazienti con lesioni del midollo spinale è troppo promettente per essere minimizzato. “Il nostro obiettivo è di svilupparlo come un modo per affrontare le lesioni del midollo spinale. Pensiamo di essere sulla strada giusta“, ha concluso.

(tomshw.it)