Scaffold per la guarigione ossea ispirato alla natura
L’osso ha un’incredibile capacità di guarigione: lo stress della vita quotidiana e i carichi sul tessuto osseo causano microfratture che subiscono un rapido auto-ripristino. Tuttavia, quando l’osso risulta essere gravemente danneggiato o malato, gli innesti sono spesso necessari per aiutare il processo di guarigione. Poiché gli innesti ossei hanno molti limiti, i sistemi avanzati di ingegneria tissutale potrebbero fornire un’alternativa migliore. Per il progetto NANOFACT (Development of bioactive nanocomposites for bone tissue engineering applications), finanziato dall’UE, gli scienziati hanno sviluppato una minuscola struttura biodegradabile per ricostruire le ossa rotte e fratturate. Composti da fibre 100 volte più piccole di un capello umano, i nanoscaffold vengono solitamente utilizzati come matrice per la ricrescita di tessuti mediante cellule raccolte dal paziente. Poiché ciò richiede due procedure chirurgiche, il progetto NANOFACT ha voluto evitare l’utilizzo delle cellule del paziente. I ricercatori hanno quindi sviluppato uno scaffold biomimetico utilizzando materiali che imitano i tessuti naturali e che suscitano risposte cellulari simili nel corpo. È stata impiegata l’idrossiapatite come minerale dell’osso per dare forza e il chitosan come sostituzione della componente organica dell’osso, cioè il collagene. Essi hanno quindi collegato delle proteine chiamate fattori di crescita, prodotte naturalmente dalle cellule ossee allo scopo di rigenerare i tessuti e formare nuovi vasi sanguigni per tale scaffold. Mediante esperimenti sui ratti, i ricercatori hanno dimostrato che lo scaffold con proteine del fattore di crescita ha guarito ossa più efficacemente rispetto al solo scaffold. Tuttavia, hanno rilevato che al posto di degradarsi naturalmente successivamente all’impianto nei ratti, lo scaffold è rimasto intatto, impedendo la guarigione ossea. In alternativa, il progetto NANOFACT ha utilizzato una matrice polimerica di alcole polivinilico e acido poliacrilico con materiali ceramici sparsi per rendere poroso il materiale. Inoltre hanno aggiunto l’antibiotico ciprofloxacina alla matrice per prevenire l’infezione della zona nei pressi del sito di impianto. Avviando una nuova crescita ossea, lo scaffold NANOFACT elimina la necessità di una coltura di cellule raccolte dai pazienti. Il progetto ha dimostrato il potenziale per un sicuro ed efficace scaffold ortopedico ai fini della guarigione ossea, superiore rispetto ai migliori trattamenti attualmente disponibili.
Parole chiave
Guarigione ossea, scaffold, ingegneria tissutale, biomimetico, fattori di crescita
