SALUTE – “Perché mai un professore di progettazione meccanica si mette a studiare l’osso? perché vuole prevenire le rotture, tutte!” E’ questo uno degli ultimi post che si legge nella pagina facebook Osteoporosi Parliamone, creata da Francesca Cosmi, docente di ingegneria meccanica all’università di Trieste. Da anni infatti un gruppo guidato dalla Cosmi si è posto l’obiettivo di utilizzare le conoscenze acquisite sulle strutture meccaniche in ambito ingegneristico per portare nuovi contributi allo studio della principale fra le strutture con cui quotidianamente abbiamo a che fare: il nostro scheletro e in particolare nella lotta contro l’osteoporosi, che colpisce oggi circa una donna su due e un uomo su quattro sopra i 50 anni.
Da dove nasce questa vostra idea di applicare la meccanica allo studio delle ossa?
“Credo che occuparsi di resistenza dei materiali – spiega la Cosmi – non sia altro che espressione di quel desiderio innato di far resistere le strutture e dal punto di vista funzionale un osso è un po’ come una biella in un motore, anche se il materiale di cui è composto e la sua struttura sono molto più complessi. L’osso infatti, è costituito da una parte “compatta” (osso corticale) e da una parte simile a una spugna rigida, resistente ma porosa (osso trabecolare), la cui architettura influenza la capacità di sopportare le forze che accompagnano le nostre attività. Inoltre, l’osso non è una struttura statica e per questo risulta ancora più difficile da studiare. Esso rappresenta un deposito di minerali e gioca un ruolo chiave all’interno dell’elettrochimica dell’intero organismo, contribuendo ad esempio all’attività muscolare (anche cardiaca) e nervosa. È evidente dunque che misurarsi con questo complesso materiale rappresenta un’enorme sfida dal punto di vista ingegneristico, oltre che medico.“
Veniamo alla vostra tecnica: che novità porta in campo diagnostico?
“Ad oggi una delle piaghe che colpisce l’Occidente è la grande incidenza di fratture in soggetti sopra i 50 anni di età, specie nelle donne. È quindi di primaria importanza la fase diagnostica. Al momento la diagnosi dell’osteoporosi avviene essenzialmente mediante una tecnica, la Densitometria Ossea (DEXA), che misura la massa ossea, ma che non ci dice nulla a proposito della qualità “strutturale” dell’osso nelle zone che contengono più osso trabecolare e cioè polso, vertebre e femore, proprio le più soggette a fratture. Il nostro brevetto, depositato sia in Italia che negli Stati Uniti, consiste invece in un metodo diagnostico da affiancare alla DEXA per analizzare il comportamento della struttura dell’osso trabecolare, cioè per classificare come il materiale si dispone per costituire l’osso stesso e sopportare le forze.”
Ma dal punto di vista pratico, come funziona questo metodo?
Partendo dai modelli 3D sviluppati nelle nostre attività di ricerca per simulare il comportamento delle strutture ingegneristiche, abbiamo messo a punto un metodo che ci permette di determinare la qualità dell’osso mediante simulazioni virtuali del comportamento dell’architettura ossea visibile in una semplice radiografia. Lo strumento che ci ha permesso di ottenere i risultati migliori in questo senso è senza dubbio il mammografo, lo stesso che viene usato per lo screening mammografico, e che permette di avere un’ottima definizione delle immagini.
In seguito abbiamo compiuto studi pre-clinici che si sono rivelati assai significativi e che hanno mostrato come, usando il nostro modello, da una semplice radiografia della mano non dominante sia possibile in meno di un minuto stabilire un numero che rappresenta la situazione specifica del paziente. Un obiettivo dunque che ci piacerebbe raggiungere è quello di avviare un programma di studio su vasta scala per l’osteoporosi, magari affiancando i programmi di screening mammografico esistenti, che si rivolgono proprio alla fascia di età più a rischio anche di frattura e che già utilizzano il mammografo, un beneficio non trascurabile.”
A quando dunque la prima utilizzazione in ambito ospedaliero?
“Abbiamo cominciato a lavorare al progetto già a partire dal 2001 e recentemente abbiamo rinnovato il brevetto e ci stiamo attivando per una collaborazione con alcuni ospedali lombardi, il cui personale medico è interessato a utilizzare il nostro metodo. Ad oggi ci stiamo muovendo concretamente e speriamo di intraprendere al più presto un percorso con più strutture ospedaliere. Il nostro sogno nel cassetto infatti è e rimane quello di portare le nostre conoscenze ingegneristiche a beneficio delle persone e per questo la collaborazione con i medici è più che mai fondamentale.”
Crediti immagine: Gray’s Anatomy plate| Bones of the left hand, Wikimedia Commons
