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Rapid Prototyping of Custom-Made Bone-Forming Tissue Engineering Constructs.

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Soluzioni innovative per la riparazione delle ossa

Milioni di persone muoiono per lesioni dovute a incidenti stradali e vari milioni subiscono lesioni non mortali, ad esempio fratture al capo e alle gambe, che rappresentano le lesioni più frequenti. Gli impianti ossei attualmente disponibili sono inadeguati a guarire fratture tanto complesse.

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È difficile sviluppare impianti idonei, poiché l’approccio “taglia unica” non funziona. Accanto alla complessità della progettazione, vi sono altri problemi, come le infezioni e la fabbricazione di biomateriali. Per riuscire a ottenere migliori esiti per i pazienti, occorrono urgentemente biomateriali avanzati e una tecnologia di prototipazione rapida (RP), al fine di ottimizzare la riparazione delle ossa. Alcuni ricercatori dell’UE e della Cina, impegnati nel progetto RAPIDOS (Rapid prototyping of custom-made bone-forming tissue engineering constructs) hanno compiuto progressi notevoli in relazione allo sviluppo di soluzioni per la riparazione delle ossa specifiche per il paziente, utilizzando scaffold (strutture) di biomateriali bioattivi. Hanno adottato tecniche come la stereolitografia e la RP a bassa temperatura e sono riusciti a fabbricare scaffold per gli impianti. Durante il primo periodo del progetto, i ricercatori hanno sviluppato un flusso di lavoro rappresentato da tecnologie di processo comprendenti l’acquisizione di immagini con tomografia computerizzata clinica, che consente ai chirurghi di progettare, valutare e ottimizzare ulteriormente impianti specifici in base al paziente. Parallelamente, hanno lavorato all’ottimizzazione della macroarchitettura ossea interna, attraverso formulazioni composite contenenti fosfato di calcio e magnesio battericida per la rigenerazione del tessuto. Per garantire la rigenerazione dei tessuti, RAPIDOS ha predisposto vettori per la somministrazione del farmaco sotto forma di nanofibre polimeriche biodegradabili e microsfere caricate con icaritina, una fitomolecola cinese con potenziale osteogenico. Gli studi in vitro e in vivo hanno dimostrato i benefici degli impianti con magnesio e icaritina. Si prevede di introdurli nella formulazione di resina fotopolimerizzabile, per sviluppare gli scaffold bioattivi rigenerativi di tessuto. Le attività del progetto hanno già prodotto otto manoscritti a valutazione paritaria e una domanda di brevetto. I risultati di RAPIDOS hanno contribuito anche alla creazione di una società spin-off, che produrrà nuovi biomateriali. A livello globale, il mercato dell’innesto osseo vale vari miliardi di dollari; la domanda più elevata risulta nei paesi asiatici come la Cina e l’India, seguite dall’Europa. Riuscendo a ottimizzare e validare le soluzioni per la riparazione delle ossa concepite da RAPIDOS, caratterizzate da capacità e rigenerative e antinfettive, si dovrebbe potenziare la visibilità della ricerca e la competitività delle società europee del settore. Le applicazioni riguardano il trattamento dei pazienti con fratture che non guariscono, per favorire il recupero; ciò risulterà particolarmente utile per la popolazione europea in rapido invecchiamento.

Parole chiave

Riparazione delle ossa, fratture, impianti, biomateriali, prototipazione rapida, magnesio, icaritina

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