La prossima generazione di impianti ossei ceramici
I materiali bioinerti a base ceramica, caratterizzati da grande resistenza all’usura e alla corrosione, sono ideali per lo sviluppo di impianti ortopedici. Inoltre, le ceramiche osteoconduttive e bioattive (ad es. i fosfati di calcio e i vetri bioattivi) rappresentano materiali promettenti per la fabbricazione di solidi scaffold a supporto dell’ingegnerizzazione di nuovo osso. Ciò malgrado, prima che le ceramiche possano realizzare appieno le loro potenzialità, occorre affrontare determinate problematiche scientifiche, inerenti ad esempio alla resistenza alla fatica, alla solidità in scaffold porosi e al controllo del bioriassorbimento. Il progetto BIOBONE (Bioceramics for bone repair), finanziato dall’UE, si è proposto di formare nuovi scienziati e ingegneri, fornendo loro un bagaglio di competenze multidisciplinare atto a lavorare nel campo della bioceramica per la riparazione ossea. Finora, le attività di ricerca hanno frammentato il campo in impianti bioinerti e scaffold bioattivi, non tenendo conto della necessità di un ambiente accuratamente controllato e di un’interazione funzionale tra cellule e materiale. A tale scopo, i discenti hanno indagato sulla biodegradazione e le proprietà meccaniche di bioceramiche note, ma hanno esaminato anche nuovi materiali e strutture, studiandone le interazioni con le cellule. Hanno sviluppato nuovi materiali compositi bioispirati, che simulano materiali naturali; hanno quindi combinato un alto grado di solidità e di resistenza alle fratture. Sono stati generati altri materiali ibridi organici-inorganici dotati di una peculiare risposta meccanica e particolari tassi di biodegradazione controllati. Inoltre, i ricercatori hanno investito su nuovi protocolli per la modifica di chimica e microtopografia di impianti, nonché l’ingegnerizzazione superficiale di impianti con funzione di veicoli di erogazione di farmaci. In un nuovo modello di coltura cellulare hanno testato la potenzialità osteogenica di biomateriali, analizzando le capacità di supportare la proliferazione cellulare, la mineralizzazione e la differenziazione delle cellule. Nel complesso, le attività di BIOBONE hanno dato inizio a una nuova era in relazione ai materiali bioceramici e alla loro processazione e applicazione. Ne deriveranno innovativi impianti ossei di lunga durata, in grado di interagire con il tessuto nativo e di favorirne la guarigione.
Parole chiave
Impianti ossei, bioceramica, bioinerte, bioriassorbimento, BIOBONE, riparazione ossea