Le protesi in seta potrebbero aiutare a migliorare la vista
Milioni di persone in tutto il mondo hanno malattie oculari che compromettono la vista, tra cui la (miopia), la presbiopia e le malattie della cornea. La miopia interessa oltre il 35 % della popolazione europea, mentre la presbiopia colpisce quasi tutti gli individui di età superiore ai 45 anni. I trattamenti attuali includono interventi chirurgici per aggiungere tessuto o lenti, che tuttavia possono causare complicazioni come il rigetto, l’opacità corneale o una durata di vita più breve. Non è ancora stato trovato un materiale che soddisfi le proprietà meccaniche necessarie e che sia trasparente, biocompatibile e versatile per superare queste sfide. Una ricerca recente ha studiato l’uso di un materiale innovativo presente in natura: le fibre ricavate dai bozzoli dei bachi da seta. La fibroina di seta, un polimero naturale, sembra essere utile per scopi biomedici, perché i biopolimeri derivati dalla seta sono biocompatibili, elastici, trasparenti e dotati di proprietà regolabili: tutti fattori necessari per un impianto oculare moderno ispirato alla natura. Attraverso il progetto SILK-EYE, finanziato dal Consiglio Europeo della Ricerca(si apre in una nuova finestra) (CER), un gruppo di ricerca si è fatto pioniere dello sviluppo di nuovi impianti e lenti corneali in seta. Il lavoro, che ha visto la collaborazione di ricercatori del Wellman Center for Photomedicine(si apre in una nuova finestra) e della Tufts University(si apre in una nuova finestra), ha portato avanti i risultati di PRESBYOPIA, un progetto precedente finanziato dal CER, che ha sviluppato lenti intraoculari in grado di rimodellarsi sotto l’azione dei muscoli oculari, imitando la funzione di un cristallino giovane. «Questi sistemi richiedono materiali che aiutino sia la deformazione meccanica sia una guida efficiente della luce», spiega Susana Marcos, docente di ricerca presso il Consiglio Nazionale delle Ricerche spagnolo(si apre in una nuova finestra) (CSIC). «In tutte queste applicazioni, la fibroina di seta è risultata una piattaforma convincente.»
Creazione di una pipeline di fabbricazione
Con SILK-EYE, Marcos e colleghi hanno sviluppato un’ampia famiglia di materiali a base di fibroina di seta, insieme a una pipeline di produzione completa, dai bozzoli alle membrane trasparenti fino agli intarsi, su misura per ogni applicazione. Inoltre, hanno progettato bendaggi corneali biodegradabili e in grado di accelerare la guarigione delle ferite. L’équipe ha anche sviluppato degli intarsi corneali che consentono il trasporto di sostanze nutritive pur rimanendo stabili a lungo termine. «Questi impianti hanno anche lo scopo di correggere gli errori di rifrazione attraverso una combinazione di risposta meccanica e regolazione refrattiva», aggiunge Marcos. Oltre alla fabbricazione, il progetto ha condotto un’ampia caratterizzazione del materiale, studi di colture cellulari, una lavorazione del materiale al laser e una valutazione preclinica nei conigli. «L’obiettivo finale è la traduzione clinica all’essere umano», afferma Marcos. «Per questo sarà necessario un ulteriore lavoro preclinico, seguito da studi di sicurezza ed efficacia.»
Migliorare la vista dei cittadini europei
I test hanno dimostrato che le bende corneali a base di fibroina di seta accelerano significativamente la guarigione delle ferite corneali e possono essere fissate alla cornea senza suture. Gli intarsi corneali ad alto contenuto di seta dimostrano anche lunghi tempi di permanenza e una forte biocompatibilità. Inoltre, usando laser di ultima generazione, i ricercatori hanno ottenuto cambiamenti notevoli e sostanziali dell’indice di rifrazione nelle membrane di seta. SILK-EYE ha anche sviluppato ulteriormente i progetti optomeccanici e sistemi di abilitazione per lenti intraoculari flessibili. Marcos sottolinea diversi aspetti degli impianti a base di seta che li rendono molto promettenti, tra cui la facilità di produzione, i costi inferiori e la sostenibilità maggiore, dovuta alla loro capacità di degradarsi naturalmente nell’ambiente. Nel prossimo futuro l’équipe continuerà a sviluppare gli impianti e valuterà la sicurezza e l’efficacia degli impianti corneali in collaborazione con i ricercatori dell’Università di Valladolid(si apre in una nuova finestra). Inoltre, in un lavoro parallelo con i ricercatori dell’Università di Rochester(si apre in una nuova finestra), negli Stati Uniti, sta studiando i cambiamenti dell’indice di rifrazione indotti dal laser nei materiali di fibroina di seta, che potrebbero consentire di produrre lenti oftalmiche completamente personalizzate. «Le malattie per cui sono pensati questi impianti sono molto diffuse», osserva Marcos. «Perciò il potenziale impatto di trattamenti alternativi e scalabili è particolarmente grande.»
