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Tessuti

Le nanofibrille di collagene nei tessuti dei mammiferi si rafforzano con l'esercizio

Le fibrille di collagene nei tessuti dei mammiferi possono diventare più forti e più dure quando vengono ripetutamente allungate e lasciate riposare

Il collagene è il componente fondamentale di muscoli, tessuti, tendini e legamenti nei mammiferi. È anche ampiamente usato nella chirurgia ricostruttiva e cosmetica.

Sebbene gli scienziati abbiano una buona conoscenza di come comportarsi nell'ambito tessutale, alcune proprietà meccaniche chiave del collagene su scala nanometrica rimangono ancora da scoprire. Un recente studio sperimentale condotto da ricercatori dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign, della Washington University di St. Louis e della Columbia University su fibre di collagene su nanoscala ha riportato le ragioni, in precedenza imprevedibili, per cui il collagene è un materiale così resistente.

Poiché una fibrilla di collagene è circa un milionesimo di dimensione della sezione trasversale di un capello umano, studiarla richiede attrezzature altrettanto piccole. Il gruppo del Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale dell'Università dell'Illinois ha progettato minuscoli dispositivi - Sistemi micro-elettro-meccanici - di dimensioni inferiori a un millimetro, per testare le fibrille di collagene.

Il dottor Debashish Das,(1) uno studioso post dottorato dell'Università dell'Illinois coinvolto nel progetto ha asserito: "Usando i dispositivi di tipo MEMS per afferrare le fibrille di collagene sotto un microscopio ottico ad alto ingrandimento, abbiamo allungato le singole fibre per imparare come si deformano e il punto in cui si rompono. Abbiamo anche ripetutamente allungato e rilasciato le fibrille per misurare le loro proprietà elastiche e non elastiche e come rispondono a ripetuti carichi."

Debashish Das ha inoltre spiegato: "A differenza di un elastico, se si stira il tessuto umano o animale e poi lo si rilascia, il tessuto non torna alla sua forma originale. Questo comportamento è stato conosciuto e compreso a livello del tessuto e attribuito allo scorrimento nanofibrillare o alla sostanza idrofila gelatinosa tra le fibrille di collagene. Le singole fibrille di collagene non sono state considerate come importanti contributori al comportamento viscoelastico complessivo, ma ora abbiamo dimostrato che i meccanismi del tessuto dissipativo sono attivi anche alla scala di una singola fibrina di collagene."