Bioceramica: nuova finestra di accesso al cervello per gli ultrasuoni
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Una finestra sul cervello: dopo aver sfruttato gli ultrasuoni per risvegliare un cervello in coma, i ricercatori dell’Università della California, insieme a tre istituti messicani, hanno realizzato una ceramica speciale, permettendo agli ultrasuoni di “passare” come attraverso ad una finestra, agendo sul cervello. Il materiale può essere posizionato direttamente all’interno del cranio, sostituendone una piccola parte. Perché gli ultrasuoni? Perché la loro energia ha la possibilità di manipolare i tessuti cerebrali difficilmente accessibili con metodi diretti.
La ricerca è stata pubblicata nella rivista scientifica Advanced Healthcare Materials, costituendo un grandissimo passo avanti per la cura di alcune malattie, utilizzabile per prevenire ictus, distruggere tumori o accedere a barriere emato-encefaliche, dove i farmaci non arrivano.
Una finestra sul cervello
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Il lavoro congiunto tra la UC Riverside, la UC Sand Diego ed il Centro de Investigación e di Estudios Avanzados (CINVESTAV) dell’Instituto Politécnico Nacional (IPN) nella città del Mexico, ha portato alla realizzazione di questo nuovo materiale; la necessità è stata dettata dal fatto che lo spessore e la densità del cranio attenuano il segnale degli ultrasuoni, rendendolo praticamente inefficace. Il materiale è realizzato da YSZ (Yttria-stabilized zirconia), ossido di zirconio stabilizzato con ittrio, una ceramica biocompatibile in cui la struttura cristallina dello zirconio diossido è reso stabile grazie all’aggiunta dell’ossido di ittrio. Si presenta trasparente sia per gli ultrasuoni che per la luce visibile, rendendo possibile un’azione precisa e puntuale delle onde, posizionando correttamente il trasduttore. Il team ha testato numerose versioni del materiale prima di raggiungere la percentuale di trasmissione dell’81%, che permette anche il passaggio di ultrasuoni “bassi”.
“Sviluppare un impianto cranico otticamente trasparente e radiofrequenziato è davvero una conquista” spiega Guillermo Aguilar, Professore di ingegneria meccanica alla UC Riverside e co-leader dello studio “dimostrando l’effettivo passaggio degli ultrasuoni attraverso questa sorta di finestra, sarà possibile aumentare i loro effetti teurapetici.”
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L’utilizzo delle ceramiche è sempre più frequente, in quanto caratterizzate da una forte biocompatibilità, ottima resistenza (specie a compressione) e resistenti all’usura e alla frantumazione, rendendole quindi ideali per gli impianti di questo genere.
“Questi materiali sono molto utilizzati in ambito odontotecnico per creare corone dentarie, ma anche in ambito ortopedico per realizzare protesi d’anca; ora ci aggiungiamo noi, estendendoli in ambito neurologico per il trattamento di patologie cerebrali e disturbi neurologici” continua Aguilar.
“E’ importante sottolineare come la ceramica che abbiamo realizzato abbia un basso indice di porosità, difetto principale del materiale prodotto con tecniche tradizionali, che smorza significativamente la trasmissione degli ultrasuoni” spiega anche Javier E. Garay, professore di ingegneria meccanica e aerospaziale alla UCSD.