Il titanio è un elemento chimico che, allo stato naturale si trova come diossido di titanio TiO2 cristallino, viene estratto dai minerali come Rutilio, Ilmenite, Anatasio, Titanite e Sfeno. Costituisce lo 0,6 % della crosta terrestre, dopo l'alluminio, il ferro ed il magnesio, è il quarto metallo più abbondante in natura.

Alla fine degli anni trenta iniziò ad essere sfruttato nell'industria ma è dalla seconda metà del XX° Secolo che il suo utilizzo è andato sempre più aumentando perché le elevate proprietà meccaniche e la bassa densità delle leghe di Titanio consentono di realizzare strutture il cui peso è del 50% inferiore a quelle realizzate con acciai convenzionali, venne così usato nelle costruzioni aeronautiche, per la realizzazione di componenti per turbine, motori per jet, strutture aeree.

In campo medico il Titanio, grazie alle elevate qualità di biocompatibilità è usato per in chirurgia per la realizzazione di valvole cardiache, come rivestimento per apparecchi bioimmersi come i pacemakers, per realizzare protesi, apparecchi acustici, in odontoiatria per realizzare impianti, protesi, perni, fili ed archi. Questo elemento però presenta diversi svantaggi, dalla difficoltà di lavorazione e di saldatura che può essere effettuata solo tramite laser o al plasma. Per quanto riguarda il campo medico si è visto che le strutture di titanio, la cui superficie presenta irregolarità nell'ordine del milionesimo di metro possono scatenare reazioni immunitarie che richiedono nuovi e dolorosi interventi chirurgici per sostituire la protesi.

Anche se il titanio è ben tollerato a livello macroscopico l'usura e la rottura possono generare particelle di dimensioni micrometriche che creano problemi a livello degli osteoblasti e degli osteoclasti. Secondo uno studio condotto da Paul Sung dell'Università della California di San Diego, a causa della presenza di queste particelle non si verifica un'appropriata adesione dei perni e quindi questi possono fuoruscire dalla loro sede. Sembra che, vicino ai siti di inserimento, gli osteoblasti favoriscano l'attivazione della proteina RANKL che favorisce l'attivazione degli osteoclasti. le particelle più grandi causano la metalloproteinasi che distrugge la matrice extracellulare che tiene insieme le cellule.

Recentemente studi effettuati da ricercatori canadesi hanno dimostrato che gli osteoblasti aderiscono molto meglio ai nanotubi rivestiti di titanio che al titanio tradizionalmente utilizzato per costruire articolazioni artificiali, come quella dell'anca. Il segreto dei nanotubi è nelle loro dimensioni: la loro struttura presenta irregolarità nell'ordine del nanometro, ed essendo così piccole non vengono identificate dal sistema immunitario, le loro caratteristiche ricordano quelle di alcune proteine.

I nanotubi in questione hanno un diametro di 3,5 nanometri, 30.000 volte più piccolo del diametro di un capello, e sono stati ottenuti da Hicham Fenniri utilizzando la chimica che è alla base del Dna. Questo studio è stato pubblicato sulla rivista “Proceedings of the National Academy of Sciences”.

Istituzione scientifica citata nell'articolo:

University of California, San Diego

Donata Allegri
E-mail: donata.allegri@ecplanet.com
Sito personale: Crocevia