Un sostituto per innesto osseo tramite iniezione
Esistono molteplici sostituti per innesto osseo utilizzabili in odontoiatria, chirurgia maxillo-facciale e ortopedia. Tuttavia, per i sostituti somministrabili con una siringa e plasmabili in loco, occorrono molta forza, che può però impedire una collocazione accurata e l’erogazione della quantità opportuna. Inoltre, la risposta dei tessuti ai materiali estranei non evidenzia risultati uniformi, in particolare nei pazienti d’età più avanzata o in condizioni compromesse. Il progetto dell’UE IMCOSS (Injectable medical ceramics for bone repair and augmentation) ha sviluppato una base di conoscenze indispensabile per migliorare sia il dispositivo di somministrazione che i materiali somministrati. Gli scienziati hanno esaminato a fondo biomateriali nanostrutturati per giungere a ottimizzare la reologia, la biocompatibilità con i tessuti e la rigenerazione del tessuto osseo. Un’ampia caratterizzazione ha evidenziato che il materiale di base, vale a dire le nanoparticelle di idrossiapatite (nHA), in fase di sviluppo, diventa meno viscoso quando si applicano sollecitazioni (è tixotropico). L’ottimizzazione mediante l’aggiunta di ioni metallici ha portato a una pasta avanzata, sufficientemente fluida da poter essere applicata con una siringa. Per eseguire i test di biocompatibilità, gli scienziati IMCOSS hanno impiegato modelli 3D in vitro di coltura cellulare. Utilizzando linee cellulari MG63 e cellule staminali mesenchimali, hanno dimostrato una minore tossicità rispetto ai test 2D con cellule ossee più mature. Dalla valutazione delle paste ottimizzate e avanzate è emersa una migliore biocompatibilità, mentre è particolarmente significativo che le nHA drogate con metalli ionici hanno stimolato un aumento di attività cellulare. Se ne evince una maggiore potenzialità di riparazione ossea da parte delle paste avanzate. I test in vivo hanno evidenziato la guarigione del difetto in soli sei mesi, senza infiammazioni manifeste. Nella pasta base è stata conseguita la concentrazione ottimale di nHA. Il team ha sviluppato una versione preliminare del dispositivo di somministrazione, testato da chirurghi odontoiatri e ortopedici nel corso di un laboratorio di studio clinico. I commenti mirati, tenendo anche conto dei vincoli di legge, hanno consentito di raggiungere l’ottimizzazione completa sia dei materiali che del dispositivo di somministrazione, accanto a una maggiore flessibilità di dosaggio e un rilascio di precisione. Si prevede che, nell’arco di due/tre anni dall’ottenimento delle necessarie approvazioni, la commercializzazione dei prodotti determinerà un aumento fino al 200 % del fatturato annuale delle PMI partner. Le vendite si indirizzeranno inizialmente a ospedali e chirurghi; l’adozione e i dati clinici generati da tali soggetti favoriranno una più ampia accettazione. La tecnologia IMCOSS offrirà ovviamente benefici ai pazienti, migliorerà la competitività dell’industria dei dispositivi medici UE e aumenterà la visibilità degli istituti di ricerca partecipanti.
Parole chiave
Sostituto per innesto osseo, iniezione, nanoparticelle, idrossiapatite, pasta