Le spugne magiche di “Tor Vergata”: dalla purificazione delle acque alla connessione dei tessuti nervosi

di Pamela Pergolini

Credits: SISSA / UniTS

Nanomateriali applicati alle neursoscienze. Una spugna di nanotubi di carbonio, compatibile con il tessuto nervoso, è capace di collegare due “fettine” di midollo spinale. L’importante risultato, ottenuto dal gruppo di Maurizio Prato dell’Università di Trieste, in collaborazione con Maurizio De Crescenzi dell’Università di Roma “Tor Vergata” e Laura Ballerini della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (Sissa) di Trieste, è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista Science Advances, numero di luglio, con il titolo “3D meshes of carbon nanotubes guide functional reconnection of segregated spinal explants”.

Maurizio De Crescenzi, ordinario di Struttura della materia, Roma “Tor Vergata”

Nel 2013 il gruppo di ricerca di Roma “Tor Vergata”, Dipartimento di Fisica, coordinato da Maurizio De Crescenzi, professore di Struttura della materia, e coadiuvato dalla ricercatrice Manuela Scarselli, aveva sintetizzato per la prima volta spugne ultra leggere a struttura tridimensionale costituite da nanotubi di carbonio. Tale materiale è stato utilizzato per studi sulla purificazione della acque (in quanto le spugne erano capaci di assorbire una quantità di olio pari a 150 volte il loro stesso peso iniziale) e come sensori di pressione meccanica, sfruttando le eccezionali proprietà meccaniche e di trasporto elettrico dei nanotubi. Successivamente il gruppo di ricerca di “Tor Vergata” si è messo in contatto con il prof. Maurizio Prato proponendogli di provare ad utilizzare le “magiche” nano spugne nei suoi studi sulla riconnessione di segmenti di midollo spinale basati sull’utilizzo di film a due dimensioni di nanotubi di carbonio. Questo contatto scientifico si è dimostrato di grande successo e ha richiesto molta sperimentazione. «Si tratta di uno studio complesso durato diversi anni che ha visto la collaborazione di gruppi di ricerca provenienti da campi lontani e che grazie alle loro competenze multidisciplinari ha portato a questo importante risultato – dichiara Maurizio Decrescenzi -. Il nuovo nanomateriale è stato riscontrato poter riconnettere dei segnali neuronali altrimenti spezzati e non più comunicanti tra loro. I nanotubi di carbonio fungono infatti da vera e propria autostrada metallica alla comunicazione elettrica tra i neuroni».

Manuela Scarselli, ricercatrice, Dip. di Fisica,   Università “Tor Vergata”

«Dal punto di vista macroscopico il materiale appare come una matassa di colore nero molto leggera capace di galleggiare sull’acqua (essendo molto idrofobica), e di assorbire oli e inquinanti dell’acqua (metalli pesanti, solventi organici) – spiega Manuela Scarselli, che si è occupata della sintesi e preparazione di campioni di spugne adatti alla ricerca in oggetto, – mentre la struttura interna nanoscopica può essere pensata come una matassa tridimensionale formata da milioni di nanotubi intrecciati dove circa il 90% del suo volume è costituito dagli spazi vuoti tra i nanotubi stessi. Il fatto che questa struttura si autosostiene avendo una forma propria e mantenga  inalterate le proprietà uniche dei nanotubi di cui è costituita, ha reso possibile il suo utilizzo sia come elemento di sostegno per la crescita di fibre nervose, sia come trasduttore di segnale elettrico tra porzioni staccate di tessuto”.

Nella ricerca attuale è stata indagata la reazione del materiale con i tessuti nervosi in vitro, e visti i risultati estremamente positivi, il  gruppo di ricerca è passato a testare se questo materiale veniva accettato da un organismo vivente senza conseguenze negative.

«Questi materiali – spiega Laura Ballarini della Sissa, coordinatrice dello studio appena pubblicato – potrebbero essere molto utili per rivestire gli elettrodi che si usano nel trattamento dei disordini motori, come ad esempio il tremore del Parkinson, perché ben accettati dai tessuti».

Al prof. Maurizio De Crescenzi e alla dott.ssa Manuela Scarselli vanno le congratulazioni del rettore, prof. Giuseppe Novelli, “per il lavoro svolto e per l’intuito, la creatività e l’intersettorialità della ricerca, elementi fondamentali per stimolare l’innovazione e una ricerca universitaria interdisciplinare”.

Ricordiamo che l’Università di Roma “Tor Vergata” nel 2014 ha conferito a Maurizio Prato, Dipartimento Scienze Chimiche e Farmaceutiche dell’ Università di Trieste, la Laurea Honoris Causa in “Scienza e Tecnologia dei Materiali”.

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