23.12.2009
Materiali biomimetici per muscoli artificiali ad immagine e somiglianza della seta del ragno
Esperimenti già effettuati sulla seta del ragno, hanno evidenziato che tale materiale risulta fino a 50 volte più efficiente di un equivalente massa di tessuto muscolare

Un gruppo di ricercatori dell’Università di Akron ha scoperto che la seta del ragno possiede la capacità di modificare le proprie caratteristiche meccaniche in funzione delle condizioni di umidità dell’ambiente.

Gli studiosi credono che, studiando approfonditamente tali proprietà, sia possibile costruire una nuova generazione di tessuto muscolare artificiale. Esperimenti già effettuati sulla seta del ragno, hanno evidenziato che tale materiale risulta fino a 50 volte più efficiente di un equivalente massa di tessuto muscolare umano.

L’ipotesi più probabile è che tali proprietà siano dovute al fatto che le molecole d’acqua presenti in ambiente umido, permettano lo scivolamento delle molecole di materiale une sulle altre, conferendogli straordinarie capacità di allungamento. Allorquando esposto ad ambiente secco, il materiale reagisce diminuendo la propria elasticità, acquisendo però grandi capacità di contrazione.

La vera particolarità della seta del ragno è che risulta più resistenze dell’acciaio e al contempo più elastica della gomma. Più di 40.000 specie diverse di ragni producono filamenti di seta che possiedono combinazioni uniche di proprietà meccaniche: resistenza a trazione superiore di 5 volte a quella di un acciaio di pari densità, estensibilità e durezza (è capace di sopportare carichi elevatissimi senza cedere).

La nuova frontiera è quella di creare un prototipo di materiale sintetico, che abbia entrambe le proprietà (estensione e contrazione) e che possa al contempo essere utilizzato nel campo dell’ingegnerizzazione delle proteine.

Le impressionanti performances di questa seta, hanno guidato gli studiosi alla realizzazione di un materiale sintetico biomimetico, capace anch’esso di cambiare le sue proprietà meccaniche e che, pur avendo ottime proprietà di elasticità e contrazione, sia adatto a resistere a sollecitazioni cicliche come quelle sopportate dai tessuti muscolari.

Nei loro esperimenti i ricercatori hanno testato il materiale in ambienti con elevati livelli di umidità, osservando che a fronte di una graduale deumidificazione dell’aria, il materiale aumentava le sua forza di contrazione fino a livelli pari a circa 40 MPa (Mega Pascal). Non appena l’umidità veniva aumentata, le fibre tornavano alla posizione di rilassamento originale. Indipendentemente dai fenomeni cosiddetti di “supercontrazione”, la risposta ciclica del materiale ha evidenziato elevate qualità meccaniche.

Attualmente l’unico limite all’introduzione di tale tecnologia in qualità di tessuto muscolare sintetico, è il limitato scivolamento delle fibre del materiale. Gli studi hanno dimostrato infatti un allungamento massimo in lunghezza pari al 2% della lunghezza iniziale, il che rende necessario implementare nuove modifiche per aumentare tale proprietà.

 

Fonte: www.medgadget.com, October 21, 2009