Descobert el mecanisme pel qual els ossos activen la reparació de petites fractures
La troballa pot obrir la porta a nous tractaments
Els ossos pateixen moltes microfractures i tenen un mecanisme perquè les pròpies cèl·lules les reparin. Investigadors de l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) han identificat el fenomen electromecànic anomenat flexoelectricitat, com el possible mecanisme que estimula i guia aquesta resposta cel·lular.
L'equip, encapçalat pel Gustau Catalan, professor a ICREA, i amb Fabián Vásquez-Sancho com a primer autor, publica els resultats a la revista "Advanced Materials".
Des de fa anys se sap que en els ossos es pot generar electricitat sota pressió, fenomen conegut com a piezoelectricitat. El fenomen s'atribuïa a un dels components orgànics dels ossos, el col·lagen. Malgrat això, estudis posteriors van observar que es produïa reparació òssia en absència de col·lagen.
Els investigadors de l'ICN2 han demostrat que el responsable del procés és la flexoelectricitat del component mineral dels ossos. La flexoelectricitat és una propietat present en alguns materials mitjançant la qual emeten un petit voltatge quan se'ls aplica una pressió no homogènia. La resposta està molt localitzada i s'afebleix a mesura que ens allunyem del punt de màxim estrès.
En les microfractures es concentra a la punta de l'esquerda, que és el petit punt on es concentra la màxima tensió que pot suportar un material abans de trencar-se. Com a resultat es genera un camp flexoelèctric de tal magnitud que, a la zona propera a la fractura, eclipsa qualsevol possible efecte piezoelèctric procedent del col·lagen.
Els investigadors han utilitzat tant ossos com mineral ossi pur, hidroxiapatita. Han mesurat amb precisió la magnitud del camp elèctric format i han observat que l'efecte és prou gran com perquè, a 50 micres -mil·lèsimes de mil·límetre- de la punta de l'esquerda, pugui ser detectat per les cèl·lules responsables de la reparació òssia.
Sembla que la distribució del camp elèctric assenyalaria la punta de fractura com l'epicentre de la lesió a reparar. Així seria una mena de balisa que es va movent i que localitza la ubicació de l'extrem de l'esquerda a mesura que aquesta es va curant.
Aquest descobriment pot tenir aplicacions en el camp de les pròtesis o per dissenyar materials autoreparables biomimètics. Mitjançant materials que reprodueixin o amplifiquin l'efecte flexoelèctric, seria possible guiar la reparació tissular de manera que es millorés la integració d'una pròtesi.
