Lo studio internazionale “Rubber elasticity of polymer networks in explicitly non-Gaussian states. Statistical mechanics and LF-NMR inquiry in hydrogel systems” appena pubblicato sulla rivista “International Journal of Engineering Science” risolve un problema teorico rimasto aperto per 70 anni.
La ricerca, una rilettura della teoria dell’elasticità dei network polimerici, può avere un impatto molto importante sulla scienza dei polimeri e dei sistemi gel: essa consente di superare una delle ipotesi più importanti dell’originaria teoria dell’elasticità delle gomme formulata negli anni ‘50 da Paul John Flory, premio Nobel per la Chimica nel 1974.
Se tale teoria assumeva che il reticolo polimerico di cui è costituita la struttura di una gomma o di un gel fosse costituito da “bastoncini” di lunghezze diverse distribuiti secondo la legge di probabilità Gaussiana, questo nuovo studio considera anche altre distribuzioni delle lunghezze dei bastoncini. Ciò consente di descrivere meglio le situazioni reali e capire meglio la relazione che intercorre tra la nano-struttura e il comportamento macroscopico di questi sistemi.
Il lavoro è stato condotto condotto da Mario Grassi, Michela Abrami e Gabriele Grassi dell’Università di Trieste con il contributo dell’Università di Lund e di Stefano Mezzasalma dell’Istituto Ruđer Bošković di Zagabria.
Uno degli aspetti più importanti dello studio è che, nonostante la sua complessità, il risultato finale è molto semplice e fruibile da tutti coloro che lavorano nel campo dei gel polimerici e apre alla possibilità di significativi progressi in ambito medico, farmaceutico e biotecnologico.
Sarà possibile ad esempio ottenere esami diagnostici più precisi, maggiore efficacia nelle terapie farmacologiche e contribuire in futuro alla realizzazione di tessuti e organi artificiali.
In dettaglio, lo studio consentirà di ottimizzare la progettazione dei gel-polimerici, materiali utilizzati, ad esempio, nel rilascio controllato di farmaci per garantire un migliore assorbimento del farmaco e una maggiore efficacia terapeutica.
Le proprietà dei nuovi gel potranno inoltre rivelarsi fondamentali in biotecnologia in qualità di substrati per la crescita cellulare. Sarà possibile la coltivazione di cellule differenziate (prelevate ad esempio dalla pelle, dal fegato o dai reni) e riprogrammate ingegneristicamente in base alle proprietà meccaniche del gel utilizzato.
I risultati dello studio, infine, consentiranno di effettuare indagini diagnostiche più accurate sull’espettorato dei pazienti affetti da fibrosi cistica e da malattie polmonari cronico -ostruttive: sarà possibile ottenere informazioni più dettagliate sulla nano-struttura del muco le cui alterazioni patologiche si riflettono in problemi respiratori, consentendo di definire lo stadio di progressione della malattia e orientare la terapia medica.
