La piezoelettricità è la proprietà di alcuni materiali di produrre una carica elettrica sotto l’effetto di sollecitazioni meccaniche. Maggiore è la sollecitazione, maggiore è la carica elettrica. I ricercatori della University of Connecticut (UConn) hanno pensato di sfruttare questo fenomeno fisico per rigenerare la cartilagine consumata delle articolazioni. L’intuizione si è rivelata corretta: un materiale speciale con proprietà piezoelettriche impiantato nel ginocchio di un coniglio ha innescato il processo di ricrescita della cartilagine. L’animale semplicemente camminando su un tapis roulant induce la produzione di una carica elettrica che a sua volta avvia la rigenerazione del tessuto cartilagineo. L’esperimento, descritto su Science Translational Medicine, lascia intravedere la possibilità di una soluzione analoga anche per gli esseri umani. 

Attualmente il miglior rimedio per sostituire la cartilagine danneggiata dall’artrite è il trapianto del tessuto cartilagineo con tessuto prelevato da altre parti del corpo dello stesso paziente o da un donatore. 

Il trapianto autologo è possibile in casi rari: una persona che ha la cartilagine consumata in una parte del corpo difficilmente avrà del tessuto sano disponibile in abbondanza in altre articolazioni. Quando invece il tessuto sostitutivo proviene da un donatore c’è un elevato rischio di rigetto. 

Per questo la soluzione ideale sarebbe quella di poter ottenere nuova cartilagine nelle articolazioni stesse in cui è avvenuto il deterioramento. 

I tentativi condotti finora non hanno però avuto successo. Nei pochi casi in cui si era riusciti a ottenerlo, il tessuto rigenerato artificialmente non si comportava come quello naturale e finiva per lesionarsi rapidamente. 

Il team di bioingegneri della UConn guidato da Thanh Nguyen che studia da anni il processo di rigenerazione della cartilagine ha tentato un nuovo approccio dopo aver scoperto che i segnali elettrici sono fattori chiave per la crescita naturale del tessuto cartilagineo. Così, partendo da questo dato, i ricercatori hanno cercato il modo di indurre nelle articolazioni segnali elettrici che potessero avviare il processo di rigenerazione del tessuto consumato. Da dove ricavare l’elettricità necessaria? La fonte di elettricità ideale sarebbe stato un materiale impiantabile nelle articolazioni che avesse proprietà piezolettriche in modo tale da poter generare elettricità semplicemente sotto lo stimolo di forze meccaniche. Gli scienziati hanno infatti costruito un piccolo dispositivo di nanofibre di acido polilattico, un polimero biodegradabile spesso usato per richiudere le ferite chirurgiche che produce una piccola scarica di corrente elettrica quando viene compresso. Una volta impiantato nel ginocchio, per esempio, può bastare il semplice movimento delle articolazioni di una camminata per generare un campo elettrico debole ma costante che spinge le cellule del tessuto cartilagineo a riprodursi. Non sono necessarie sostanze chimiche esterne usate come fattori di crescita o cellule staminali (che sono potenzialmente tossiche o rischiano eventi avversi indesiderati), che sono i due tipi di rimedi tentati finora, perché grazie alla proprietà piezoelettrica del polimero la cartilagine si rigenera dall’interno dell’organismo. Gli esperimenti condotti sui conigli hanno dato risultati incoraggianti: il tessuto cartilageneo nel ginocchio dell’animale cresce mano a mano che l’animale cammina su un tapis roulant e la cartilagine rigenerata è resistente come quella naturale. 

I risultati sono entusiasmanti, ma Nguyen, a capo del team di ricerca, è cauto. «Questo è un risultato affascinante, ma dobbiamo condurre altri test su un animale più grande, con una taglia e un peso più vicini a un essere umano», dice Nguyen. Ora i ricercatori hanno intenzione di 

osservare gli animali trattati per almeno un anno, probabilmente due, per assicurarsi che la cartilagine sia resistente a lungo e anche su animali più anziani, visto che l’artrite è normalmente una malattia della vecchiaia negli esseri umani.