LA BIOCOMPATIBILITA'
Sia in ambito medico
che chirurgico, l'utilizzo di materiali "estranei"
per sostituire un deficit di una funzione fisiologica, temporaneamente
o in maniera definitiva, non conosce pressochè limiti.
I campi di applicazione in tal senso sono i più svariati
e complessi. Nasce quindi il concetto di biomateriale e conseguentemente ad esso la necessità di raggiungere
il massimo livello di biofunzionalità e biocompatibilità. I presupposti
fondamentali affinchè si possa parlare di biocompatibilità
richiedono che il materiale in questione, una volta immesso
nel corpo umano, interagisca con esso nel minor modo possibile
tenendo lontano lo spettro di reazioni dannose per l'organismo.
Da questo punto di vista giocano un ruolo importante la caratteristiche
chimiche, rugosità e carica superciale, stabilità
chimica e proprietà dei materiali di degradazione.
Per biofunzionalità invece, è necessario che
il dispositivo impiantato o che comunque entra a contatto
con l'organismo, sia in grado di riprodurre quanto più fedelmente una determinata funzione biologica e meccanica.
L'utilizzo dei biomateriali
quindi si apre ad un ventaglio di diverse applicazioni, dai
dispositivi che hanno un semplice contatto con i tessuti della
mucosa, ad esempio lenti a contatto e dispositivi intrauterini,
a materiali il cui utilizzo è più complesso
e invasivo, protesi articolari, osteosintetiche, mammarie,
vascolari o valvolari, per arrivare a sistemi in grado di
trattare il sangue, come il rene artificiale o gli apparati
di circolazione extracorporea.
Il cardine intorno
cui ruota la ricerca sullo sviluppo dei biomateriali è
rappresentato dunque dalla necessità di raggiungere
livelli sempre più alti di biocompatibilità.
Negli ultimi tempi inoltre, la ricerca e lo sviluppo stanno
intraprendendo un percorso ancor più interessante.
Da esperimenti condotti su materiali inerti, così definiti
perchè non dovrebbero innescare nell'organismo ospite
reazioni di rifiuto e di riconoscimento, è emerso come
non è affatto garantita la loro fisiologicità
a contatto con un ambiente biologico, come quello rappresentato
dal torrente ematico. Basti pensare per esempio ai circuiti
di circolazione extracorporea, interamente costituiti da materiali
inerti. Ebbene, a differenza di un endotelio vasale, capace
di impedire reazioni di adesione e trombosi, le superfici
artificiali sono ben lontane dal non essere attraenti promuovendo
di fatto il legame con i componenti ematici. Si è passati
così dalla ricerca dei materiali biostatici a quelli definiti bioattivi.
I polimeri attualmente
utilizzati in ambito clinico possono subire modifiche di superficie
chimico-fisiche, tali da incrementare la loro resa in termini
di biocompatibilità. Due sono i campi su cui è
possibile agire. Nel primo caso modificando le caratteristiche
chimiche o fisiche degli atomi che costituiscono la superficie,
diminuendone la rugosità ad esempio, oppure rivestendole
con biopolimeri che possono interagire attivamente col torrente
ematico. Il concetto di bioattività si fonda quindi
su questa peculiare caratteristica. La nuova generazione di
ossigenatori e circuiti per la circolazione extracorporea
è stata concepita in modo tale che le superfici di
cui sono composti siano rivestite di biopolimeri, come eparina
o fosforilcolina, in grado di interagire col sangue “mimando”
in alcuni casi le caratteristiche dell’endotelio vascolare.
Non è un caso
quindi che tale ricerca sta subendo un forte sviluppo proprio
nell'ambito della circolazione extracorporea con i circuiti
"trattati". Caratteristica peculiare di un biomateriale
quindi, non è solo quella di risultare inerte ma di
rilasciare farmaci o agenti attivi nell'ambiente biologico
con cui entra in contatto stabilendo un rapporto di interazione
non più passivo bensì attivo. Pertanto, l'impianto
ottimale di un biomateriale dovrebbe impedire la trombogenicità
e la tossicità a contatto con l'organismo, non interagire
col sangue a breve o a lungo termine, riducendo la tendenza
a coagulare e minimizzare l'attivazione del complemento, delle
piastrine e delle cellule bianche. Ecco perchè le nuove
superfici biocompatibili vengono trattate con una varietà di agenti farmacologici in grado di ridurre e talora annullare
gli importanti effetti collaterali dell'interazione biomateriale-organismo
umano.
Un esempio è dato dallo sviluppo di biopolimeri in grado di mimare il comportamento
delle cellule umane. Nella fattispecie sono oggetto di sperimentazione
biopolimeri in grado di riprodurre la funzione dei globuli
bianchi, recandosi nei siti di infiammazione. Ma una volta
giunte a destinazione queste biomolecole si attaccano alla
parete del vaso sanguigno liberando principi attivi farmacologici
da essi trasportati con funzione antiinfiammatoria. La differenza
sostanziale risiede nel fatto che tali biopolimeri non solo
hanno un effetto agonista per i siti d'azione dei globuli
bianchi, impedendo di fatto il progredire dell'evento infiammatorio
ma possono addirittura ridurlo drasticamente grazie al rilascio
dell'agente antiinfiammatorio. Inoltre, sono biodegradabili
e di essi non rimane traccia nel corpo umano, annullando quindi
ogni rischio di effetto collaterale.
Questo è solo
un esempio delle enormi potenzialità che la ricerca
offre sui biopolimeri.
 DOCUMENTI CORRELATI: "LE BIOMOLECOLE"
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