La biocompatibilità

Vengono chiamati bio materiali tutti quelli che vengono utilizzati in medicina per sostituire organi e tessuti, non più in grado di svolgere le proprie funzioni, o dispositivi che devono “interfacciarsi” con il nostro organismo per controllare il buon funzionamento degli apparati (sonde o micro computer). La condizione indispensabile è che devono essere riconosciuti “amici” da parte dei sistemi di “difesa” dell’organismo. Ogni volta infatti che un qualsiasi bio materiale si “interfaccia” con i sistemi del corpo umano scatta una valutazione immediata e una risposta biologica dell’organismo: se viene “accettato” si integra come fosse parte stessa del sistema.
Uno dei problemi principali, nelle protesi innestate, oltre alla integrazione, è la “degradazione fisiologica” (usura) che si verifica dopo anni di utilizzo, la ricerca si è orientata oltre che alla bio compatibilità anche al miglioramento delle caratteristiche bio fisiche dei componenti. Il bio materiale, non è mai inerte nei confronti dell’organismo in cui viene impiantato ma, se viene riconosciuto “non pericoloso”, si disattivano i meccanismi biologici che hanno la funzione di difesa nei confronti di prodotti ritenuti “dannosi”. Se questa “integrazione” non avviene o c’è il rischio che processi “difensivi” si possono attivare, si deve ricorrere all’utilizzo di farmaci per diminuire l’efficacia delle difese naturali specifiche senza alterare il sistema immunitario globale. Al pari di un qualunque evento traumatico, anche l’inserimento di un dispositivo medico, dal semplice ago per iniezione al più complesso organo artificiale, viene “vissuto” con “scetticismo” dall’organismo biologico perchè l’accettazione di un dispositivo (bio materiale) avviene sulla base di meccanismi di riconoscimento molecolare dei materiali e non sulla valutazione delle funzioni che può svolgere. Il concetto fondamentale della bio compatibilità (attitudine di un materiale ad essere ben tollerato dall’organismo ospite) è valido sia per i bio materiali temporanei (per esempio una membrana per emodialisi che rimane a contatto con il sangue del paziente solo per poche ore) sia per i definitivi (protesi) che devono garantire il funzionamento e la biocompatibilità per tutta la vita del paziente. Il problema del rigetto è stato per anni il maggior ostacolo per i primi trapianti di cuore umano; oggi si è conseguita maggior sicurezza grazie alla scoperta da parte di Jean Borel nel 1983 della ciclosporina come farmaco antirigetto. Forse non tutti ricordano i primi tentativi, fine anni 60, da parte del prof. Christiaan Barnard (operava in Sud Africa a Città del Capo, al Groote Schuur Hospital) di impiantare un cuore umano; il primo intervento, durato ben 9 ore con l’impiego di uno staff di 30 cardiochirurghi, presentava particolari rischi anche perchè le tecniche e i macchinari erano agli albori della tecnologia medica. Nonostante fosse diventato una celebrità mondiale, anche a livello mediatico, non fu mai selezionato dall’Accademia per essere insignito del premio Nobel per la Medicina. Il secondo trapianto di cuore del professor Barnard avviene il 2 gennaio 1968: il cuore di Clive Haupt viene impiantato nel corpo del dentista Philip Blaiberg (sopravviverà per 19 mesi). Per questa operazione il cardio chirurgo sudafricano riceverà il premio “Uomo dell’anno” da parte dell’Unione degli Stati africani, con la motivazione: “per aver trapiantato il cuore di un nero in un bianco”, a quel tempo con l’ happartide questo gesto distensivo significò molto per “smorzare” la tensione tra le fazioni in lotta. La ricerca in questo settore non ha soste, continua incessante con la scoperta di sempre nuovi metalli bio compatibili, più resistenti alla corrosione “fisiologica” e più leggeri e performanti. Il titanio Ti64 e l’acciaio 316L (realizzati con stampa 3D) sono un esempio dei nuovi bio materiali.
Queste leghe hanno come caratteristica la leggerezza unita ad un’ottima resistenza alla corrosione grazie alla sua biocompatibilità ed alto grado di purezza; sono particolarmente adatti alla produzione di additivi e impianti medici, strumenti chirurgici, protesi ortopediche e per la chirurgia endoscopica. Come curiosità: questi materiali hanno caratteristiche così “performanti” per robustezza, leggerezza e facilità di progettazione che vengono utilizzati, da qualche anno, anche nell’industria della gioielleria e dell’orologeria; altre applicazioni “commerciali”: montature per occhiali, nella nautica, per la sua elevata resistenza alla salsedine e nell’industria aerospaziale, per la costruzione di parti di bloccaggio o per gli scambiatori di calore. La prima lega bio compatibile, la Sherman Vanadium Steel, inventata nel 1912 per la produzione di viti e placche ortopediche fu successivamente usata per costruire biciclette utilizzate dai ciclisti professionisti, certo i prezzi non sono proprio accessibili a tutti ma le caratteristiche di questi materiali, la loro leggerezza, abbinata alla robusta costituzione ne giustifica l’utilizzo… e la spesa.

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