Se hai mai avuto un incontro violento con un istrice, probabilmente non è finito bene. I grandi roditori sono più famosi per il cappotto di circa 30.000 aculei che coprono la schiena, un adattamento evolutivo per proteggere dai predatori. Sebbene appaiano sottili - anche fragili - quando le penne si depositano nella tua carne, sono notevolmente difficili e dolorose da uscire.
Di recente, un gruppo di scienziati guidato da Jeffrey Karp di Harvard ha deciso di indagare attentamente su ciò che rende queste penne così efficaci. Come riportato in un articolo pubblicato oggi negli Atti della National Academy of Sciences, la loro analisi ha rivelato una struttura microscopica specializzata che consente alle penne di scivolare nel tessuto in modo estremamente semplice ma aderendo ostinatamente una volta che è in posizione.
Un'immagine microscopica delle sbavature di una penna istrice (Immagine via Jeffrey Karp) Si scopre che ogni penna cilindrica è rivestita con sbavature rivolte all'indietro intervallate da strutture lisce simili a squame. Quando un istrice si scaglia contro un avversario (o contro qualsiasi altra cosa), perde i suoi aculei; le punte intorno alla circonferenza della penna agiscono come i denti di un coltello seghettato, fornendo un taglio più pulito nei tessuti e facilitando la penetrazione. Una volta che la penna è stata scavata nell'altro animale, queste stesse punte hanno l'effetto opposto, sollevandosi e impedendo all'ago di scivolare facilmente.
I ricercatori hanno adottato un approccio piuttosto interessante per arrivare a questi risultati: hanno misurato la forza necessaria per spingere e estrarre le penne di istrice nella pelle di maiale e nella carne di pollo cruda. Hanno quindi eseguito lo stesso esperimento con altri aculei, che avevano reso liscio levigando accuratamente tutte le punte.
Tutta questa ricerca aveva uno scopo più grande della semplice soddisfazione della curiosità degli autori riguardo agli istrici. Come il velcro (ispirato alle sbavature delle piante che si incastrano sui vestiti) e gli adesivi a base di nastro (ispirati al rivestimento appiccicoso sulle mani e sui piedi dei gechi), gli scienziati hanno studiato le caratteristiche che hanno reso i barbi così efficaci nella speranza di sviluppare il prossimo -generazione aghi ipodermici.
Se uno potesse essere progettato che richiederebbe meno forza per penetrare nel tessuto umano, potrebbe significare meno dolore con il prossimo vaccino antinfluenzale. Il potere di mantenimento delle penne potrebbe essere utile per gli aghi che devono rimanere in posizione per un periodo di tempo più lungo, come una flebo IV.
Come prova di principio, il team ha realizzato repliche di istrice in plastica e le ha sottoposte alla stessa batteria di test su tessuto e pelle. Le penne di plastica hanno funzionato come un fascino. I ricercatori ipotizzano che un giorno tale tecnologia potrebbe essere incorporata in una gamma di applicazioni mediche oltre agli aghi ipodermici, come ad esempio graffette che tengono insieme le ferite durante la guarigione e adesivi utilizzati per mantenere in posizione i sistemi di rilascio dei farmaci.
