LB1W_039_Ottimizzazione di cementi Bone-Like per la rigenerazione del tessuto osseo

Per partecipare al concorso i progetti vanno inviati entro:

Progetto proposto da: Celeste Manfredonia e Marianna Impero

 

Vincitore nella categoria Bioingegneria di un premio in denaro sponsorizzato dal Lions Club Bramante Cinque Giornate di Milano

Si propone la sintesi di un biomateriale innovativo che coniughi le proprietà dei cementi ossei a base polimerica  con quello di uno scaffold per la rigenerazione dei tessuti ossei. Il materiale oggetto di studio sarà utilizzato nel trattamento delle patologie che coinvolgono il sistema scheletrico.

In virtù della loro spiccata biocompatibilità, biodegradabilità, bioattività e le peculiari caratteristiche osteoinduttive si scelgono dei fosfati di calcio quali fase ceramica di questo composito innovativo. Le scarse proprietà meccaniche sono modulate mediante l’aggiunta di una componente organica rappresentata dal chitosano.

Il policaprolattone (PCL), un poliestere termoplastico associa ad imprescindibili doti di biocompatibilità, specifici tempi di degradazione (6 e 36 mesi) confrontabili con i tempi di formazione e crescita di nuovo tessuto osseo e pertanto ideali per la realizzazione di sistemi in grado di sostituire temporaneamente il tessuto naturale.

Questo studio per la prima volta abbraccia la Tissue Engineering e la disciplina dei Biomateriali ottenedo un cemento bioattivo che funge da impalcatura (scaffold) e stimola la rigenerazione del tessuto osseo in vivo. Il campo di applicabilità riguarda la maggior parte delle patologie che coinvolgono il sistema scheletrico: dalle più comuni legate al fattore età, quali osteoporosi, artrosi e artriti, alle più gravi, quali sarcomi e cisti ossee. Il biomateriale innovativo sarà capace di indurre il differenziamento osseo e di degradare in un tempo compatibile con la formazione di nuovo tessuto.

La letteratura mostra inoltre che il PCL in presenza di  calcio fosfati, in particolare idrossiapatite (HA) o idrossiapatite in simulated body fluid (HAS) incrementa la colonizzazione da parte delle cellule permettendo una rapida rigenerazione del tessuto. L’idrossiapatite, infatti, favorisce l’osteointegrazione, rappresentando una componente naturale del tessuto osseo, che ha la tendenza a riconoscere questa sostanza, e quindi legarsi a essa. Il biomateriale risultante esibisce un ulteriore duplice vantaggio: da una lato combina una gelificazione termicamente indotta in condizioni fisiologiche (37°C, pH 7.0-7.4), dall’altro utilizza materiali noti in letteratura per essere biodegradabili, ciò evita la necessità di un nuovo intervento chirurgico migliorando quindi la vita del paziente.

Il materiale di nuova concezione può essere iniettato permettendo un intervento minimamente invasivo.