I bioingegneri dell’università svedese di Linköping sono riusciti a produrre un tessuto muscolare artificiale che, come quello “vero”, utilizza l’ossigeno e il glucosio (lo zucchero “principe” del nostro metabolismo) per estrarre l’energia necessaria a contrarre le fibre e creare movimento. I risultati dello studio sono apparsi sulla rivista scientifica Advanced Materials.

Ma come è stato possibile raggiungere questo importante risultato che, se confermato da altre ricerche, libererà il muscolo artificIale (e i robot o gli oggetti che lo conterranno) dalla necessità di collegarsi a batterie? I muscoli artificiali realizzati fino a oggi sono tutti costituiti da tre strati: due membrane esterne con cariche elettriche di segno opposto che, opportunamente stimolate, generano una corrente, e uno strato interno, che traduce la corrente in movimento, perché si restringe o si espande a seconda di come vengono prodotte o “espulse” le cariche elettriche.

Finora, però, come dicevamo, l’innesco della reazione è sempre stato fornito da una fonte “a parte”, per esempio da una pila, con tutti i problemi pratici che questo comporta (peso, ingombro spesso eccessivo e necessità di ricaricare il dispositivo). I ricercatori svedesi hanno trovato il modo per oltrepassare l’ostacolo, introducendo nel muscolo artificiale due enzimi, la glucosio-ossidasi e la laccasi, che nel corpo umano metabolizzano (insieme ad altre molecole) il glucosio in presenza di ossigeno e forniscono così all’organismo tutta l’energia di cui ha bisogno. Oltre a queste due sostanze, i ricercatori hanno utilizzato anche un apposito materiale (un polimero chiamato polipirrolo) per rendere particolarmente efficiente la “conducibilità” elettrica dello strato interno del muscolo.

«Per far contrarre il nostro dispositivo basta mmergerlo in una soluzione di glucosio – spiega Edwin Jager, docente al Dipartimento di fisica, chimica e biologia dell’Università di Linköping. – Proprio come nei muscoli biologici, il glucosio viene convertito direttamente in movimento. Ma in futuro sarà possibile utilizzare anche enzimi diversi, per produrre energia partendo da altre sostanze: in pratica, dalle sostanze che i muscoli artificiali troveranno nel loro ambiente naturale».

Quando verrà ulteriormente perfezionato (adesso siamo al livello di primi prototipi), questo nuovo tipo di muscolo artificiale potrà trovare efficaci applicazioni nella robotica e microrobotica, e nei dispositivi medici impiantabili. Ancora – suggeriscono i ricercatori – potrà risultare utile per dispositivi di monitoraggio che operano autonomamente in ambienti acquosi.

Photo credits: Thor Balkhed

Stefano Mancuso