Corone dentali più resistenti con materiale ispirato al gamberetto più letale del mondo

Il nuovo materiale potrebbe essere usato per creare corone dentali più resistenti e leggere (credito: VTT Technical Research Center)

Un materiale nanocomposito multifase sostenibile basato sulla cellulosa e sulle appendici di una specie di crostaceo per costruire corone di impianti dentali più resistenti leggeri è stato messo a punto da un team di ricerca del Centro di ricerca tecnica finlandese VTT e dell’Università Tecnologica di Nanyang. Come spiega il comunicato stampa,[1] il nuovo materiale “bioispirato” è fatto in parte da betulla e in parte da cellulosa, un mix a cui sono state poi aggiunte proteine modificate a livello genetico.

Il materiale risulta più forte, più resistente e più leggero della materiale che classicamente si usa per le corone degli impianti dentali, ossia la ceramica. Secondo il comunicato stesso potrebbe diventare il materiale standard per una nuova generazione di impianti dentali più resistenti così come per una pletora di oggetti tra cui le attrezzature sportive, l’elettronica, i rivestimenti per i parabrezza, i giubbotti antiproiettile, eccetera.[1]

I ricercatori si sono ispirati, per creare questo nuovo materiale, al gambero mantide ( Odontodactylus scyllarus), detto anche “canocchia pavone”, uno degli animali dal colpo più letale al mondo. Come spiega Pezhman Mohammadi, ricercatore del VTT ed uno degli autori dello studio, questi gamberetti “sono una delle macchine per uccidere più letali della natura”.
Usano infatti un paio di appendici come una sorta di “martello” che scagliano, con forza e velocità incredibili, sui loro nemici o sulle prede. La velocità con cui usano queste appendici è più alta di quella dei proiettili di fucili da caccia. Le prede preferite dei gamberi mantidi, infatti, sono molluschi dal guscio molto duro. Per aprire questo guscio devono fare ricorso a queste appendici dure e resistenti.

Queste appendici contengono uno strato morbido che serve per dissipare l’energia e uno strato rigido più esterno per resistere agli urti. Questi due livelli hanno una forma, un’organizzazione strutturale e un contenuto relativo diverso ma come elemento costitutivo di base usano le nano-fibrille di chitina ordinate in maniera elicoidale ed incollate tramite una matrice di proteine, come spiega lo stesso Mohammadi.
I ricercatori hanno replicato questa struttura arrivando a realizzare un nuovo materiale composito fatto di nanocristalli di cellulosa e di due tipi di proteine geneticamente modificate, una che aumenta la resistenza del materiale e l’altra che media la nucleazione e la crescita dei cristalli di idrossiapatite.

Note e approfondimenti

  1. Tougher and lighter dental implant crowns | VTT News (IA)
  2. Bioinspired Functionally Graded Composite Assembled Using Cellulose Nanocrystals and Genetically Engineered Proteins with Controlled Biomineralization – Mohammadi – – Advanced Materials – Wiley Online Library (IA) (DOI: 10.1002/adma.202102658)

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