La Stampa, 4 giugno 2019
Un cuore fatto di materiale che si contrae
Un cuore iper-artificiale. Nasce grazie all’Istituto Nazionale di Ottica del Cnr (Cnr-Ino) in collaborazione con l’Università di Firenze e il Lens, il Laboratorio europeo di spettroscopia non lineare. Insieme hanno reso possibile lo sviluppo di un nuovo materiale foto-responsivo, capace di riprodurre le proprietà meccaniche del cuore umano.
Spiega Cecilia Ferrantini dell’Università di Firenze: «Potrebbe essere impiegato, in futuro, per assistere efficacemente la funzione contrattile di un cuore malato». Il lavoro, pubblicato su «Circulation Research», dimostra che il sistema funziona. «Abbiamo progettato e sintetizzato una serie di cristalli liquidi capaci di contrarsi sotto stimolazione luminosa», aggiunge Camilla Parmeggiani del Lens. Alla base ci sono gli elastomeri «Lce»: si tratta di polimeri, vale a dire catene di molecole, alla cui estremità sono attaccate molecole più piccole, simili a barrette, che consentono al materiale di cambiare forma in modo reversibile e quindi di generare movimento. Se opportunamente stimolate, infatti, queste strutture inducono un’alterazione dei legami tra le molecole stesse della catena. Gli «Lce» possono quindi produrre tensione o movimento.
«Il materiale – osserva Leonardo Sacconi del Cnr-Ino – può produrre livelli di forza paragonabili o superiori a quelli del muscolo». Finora i limiti dell’applicazione degli «Lce» in biologia erano dettati dai tempi di risposta e dalla scarsa possibilità di modulare i livelli di tensione. Ma ora, grazie a diverse competenze, dalla chimica all’ottica e alla fisiologia, il team è riuscito nell’obiettivo di ottenere caratteristiche meccaniche sofisticate. L’obiettivo finale è realizzare un primo prototipo di muscolo cardiaco artificiale. Poi i polimeri potranno essere applicati nell’assistere le funzioni compromesse dei muscoli, come nel caso di distrofie e malattie neurodegenerative.