Meglio dell’originale

Fili scintillanti di rugiada su rami secchi come in autunno: la seta di ragno naturale è già di per sé un materiale notevole, liscio, vellutato e sorprendentemente resistente. Già da molto tempo l’uomo cerca possibilità di utilizzarla per altre attività oltre che per catturare insetti. Con l’aiuto di moderni metodi biotecnologici e tecnici di processo, dalla seta si possono oggi produrre tessuti tecnici ad alte prestazioni, articoli sportivi, tessuti medici, fili chirurgici, tessuti commerciali e medicazioni.

Amsilk GmbH ha gettato basi importanti per questo: in primo luogo, utilizzando metodi biologici, l’azienda di Monaco è in grado di produrre il materiale grezzo inizialmente in polvere, di buona qualità e in grandi quantità, molto più di quanto sarebbe possibile con i ragni. In secondo luogo, dalla materia prima si producono fibre di seta di ragno artificiali e concorrenziali, commercializzate con il nome Biosteel. Per quanto riguarda la resistenza alla trazione, questa deve essere confrontabile con la seta di ragno naturale o anche con seta di insetti comune, utilizzata da millenni. Le fibre sono morbide, lucenti come la seta naturale, possono assorbire acqua e sono di un colore bianco puro. Inoltre è delicata sulla pelle e può essere lavorata e colorata come la normale seta. Essa è pertanto idonea per l’impiego in aziende di lavorazione tessuti consolidate.

I vantaggi della seta di ragno rispetto a quella comune risiedono soprattutto nelle caratteristiche meccaniche e nell’eccezionale biocompatibilità. Il materiale è stato già testato in numerosi studi ed è adatto in particolare per applicazioni nell’ingegneria biomedica, per esempio come materiale di sutura.

A livello meccanico, il materiale è addirittura superiore a numerosi materiali sintetici. Per lacerare le fibre Biosteel è pertanto necessario utilizzare una maggiore energia rispetto, ad esempio, ad altre fibre a elevate prestazioni come Kevlar o fibre di carbonio. Come le fibre sintetiche, Biosteel può essere prodotta senza fine come monofilamento o multifilamento: un ulteriore vantaggio rispetto alla seta da insetti e altre fibre naturali. Poiché attraverso il processo artificiale il numero dei punti deboli della fibra di seta viene ridotto al minimo, la stessa è meglio lavorabile. Dalla materia prima si producono non solo le fibre, ma anche le particelle di seta, rivestimenti, schiume e gel, materiali non tessuti nonché fili e stoffe. Sono di colore bianco puro e possono essere colorati anche con tecniche di colorazione standard.

Le fibre Biosteel vengono prodotte tramite un processo di filatura scalabile. La base di tale processo sono le scoperte del prof. Thomas Scheibel dell’Università di Bayreuth, ulteriormente sviluppate da Amsilk dal punto di vista tecnico. „Di tutte le possibili applicazioni per la seta di ragno, la produzione di una fibra commerciale ha sempre rappresentato la sfida tecnicamente più importante. Con l’attuale processo abbiamo dimostrato che è possibile una fibra di seta di ragno commerciale“, dichiara il responsabile della ricerca Amsilk, dott. Lin Römer. „Il prossimo obiettivo è quello di ottimizzare le fibre, scalare la produzione di materie prime e trasferire la tecnologia di filatura nel nostro nuovo impianto pilota“.

La produzione di materie prime ampliata consentirà di compiere ulteriori progressi in diversi ambiti applicativi. Per i vari settori industriali, vengono fabbricati prodotti intermedi appositi per prodotti innovativi. Le caratteristiche della proteina della seta di ragno possono essere anche adattate in modo mirato mediante la genetica, in modo da fabbricare prodotti su misura. I biopolimeri necessari allo scopo vengono prodotti secondo le indicazioni dell’azienda di Monaco, in modo sostenibile e senza impiegare combustibili fossili.

Un esempio di rivestimento molto promettente è il Bio-Shield-S1, un rivestimento basato su seta di ragno per impianti mammari. Il sottile strato di proteine della seta di ragno ricombinanti evita gli effetti collaterali che si originano sempre per reazioni immunitarie agli impianti. Insieme all’Università di Bayreuth e alla Klinik für Unfall-, Hand-, Plastische und Wiederherstellungschirurgie (Clinica di chirurgia per incidenti, della mano, plastica e ricostruttiva) dell’Università di Würzburg, studi preclinici hanno già dimostrato l’efficienza di tale rivestimento. In un primo test sui ratti l’impianto al silicone rivestito e texturizzato è stato accettato molto meglio degli impianti senza rivestimento. In particolare, le fibrosi capsulari e le infiammazioni del limite di tessuto con impianti rivestiti in seta possono essere ridotte in modo significativo.

Un successivo studio di un anno ha confermato tali risultati ed è stato concluso nel 2012. Le capsule attorno agli impianti rivestiti in seta sono risultate più sottili, flessibili e trasparenti rispetto ai controlli. È stato rilevato anche un numero di marker di infiammazione notevolmente inferiore. Alcuni marker di infiammazione, così come l’arricchimento con fibroblasti, anche dodici mesi dopo l’intervento, erano a un livello più basso rispetto a quelli del gruppo equivalente senza Bio-Shield-S1. „Questa nuova tecnologia offre una possibilità effettiva di migliorare gli impianti e può essere utilizzata per quasi tutti i prodotti a base di silicone“, afferma il chirurgo dott. Philip Zeplin, che ha condotto lo studio. Gli impianti al silicone vengono utilizzati soprattutto per interventi mammari ricostruttivi ed estetici.

Ogni impianto al silicone può essere rivestito dopo la produzione e prima del confezionamento e della sterilizzazione. Le caratteristiche meccaniche dell’impianto non vengono modificate. Altre applicazioni chirurgiche verranno testate in futuro. op