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Biomateriali innovativi permettono la crescita di nuovi vasi sanguigni e la rigenerazione delle ossa

Si accendono nuove speranze per i pazienti con difetti ossei estesi. Alcuni scienziati hanno sviluppato un biomateriale che può aiutare a riparare i difetti ossei, sfidando la capacità naturale di guarigione del corpo.

Salute

Un nuovo biomateriale sviluppato da alcuni scienziati in Irlanda può contribuire alla ricrescita dei vasi sanguigni e delle ossa nei pazienti con difetti ossei estesi. Le ossa hanno la capacità innata di rigenerarsi dopo una lesione, ma i difetti ossei estesi causati da traumi, malattie o resezione di un tumore non riescono a guarire autonomamente e restano una grande sfida clinica. La ricerca in questione è stata condotta dal Royal College of Surgeons in Irlanda (RCSI). Nel corso di un lavoro precedente, l’RCSI aveva scoperto che un gene codificante una proteina, chiamato fattore di crescita placentare (PGF, Placental Growth Factor), era in grado di sviluppare nuovi vasi sanguigni e di aiutare la rigenerazione ossea a dosi diverse. Sostenuti dal progetto ReCaP, finanziato dall’UE, gli scienziati hanno utilizzato tali conoscenze per sviluppare un biomateriale che fornisce dosi differenti di PGF per aiutare la riparazione dei difetti ossei che non possono rigenerarsi autonomamente. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista «Journal of Controlled Release». Simulando la rigenerazione naturale delle ossa, il biomateriale rilascia inizialmente PGF in dose elevata per promuovere la crescita dei vasi sanguigni e successivamente ne fornisce una dose bassa prolungata, al fine di stimolare la rigenerazione ossea. Per rendere possibile questa procedura, il team di ricerca ha incorporato microparticelle caricate di PGF in un substrato di collagene/idrossiapatite che già conteneva PGF incorporato. Nonostante le sperimentazioni in vitro del biomateriale abbiano dimostrato un aumento solo moderato della ricrescita ossea, il biomateriale ha prodotto una buona rigenerazione delle ossa se impiantato in ratti con difetti ossei. «Sono necessarie ulteriori sperimentazioni prima di poter avviare le prove cliniche ma, in caso di esito positivo, questo biomateriale potrebbe aiutare i pazienti nel percorso di riparazione dei difetti ossei, offrendo un’alternativa ai sistemi attuali», ha osservato il ricercatore principale del progetto ReCaP, il prof. Fergal O’Brien dell’RCSI in un comunicato stampa pubblicato su «EurekAlert!».

Un approccio basato sulla meccanobiologia

Per ottenere tali risultati, i ricercatori sono partiti dall’ipotesi che il campo scientifico emergente della meccanobiologia possa essere utilizzato per identificare trattamenti potenziali che promuovono la rigenerazione ossea. La meccanobiologia studia come le forze fisiche e i cambiamenti delle proprietà meccaniche delle cellule influenzano il comportamento cellulare, la differenziazione di cellule e tessuti e le malattie legate a tali processi. «Utilizzando un approccio basato sulla meccanobiologia, siamo riusciti a identificare un nuovo candidato terapeutico promettente per la riparazione ossea e stabilire le concentrazioni ottimali necessarie per promuovere sia l’angiogenesi che l’osteogenesi in un singolo biomateriale», ha osservato l’autore principale dello studio, il dott. Eamon Sheehy dell’RCSI e del Trinity College di Dublino, nel medesimo comunicato stampa. «La rigenerazione di difetti ossei estesi rimane una grande sfida a livello clinico ma speriamo che il nostro nuovo biomateriale continui a dimostrarsi utile nelle prossime sperimentazioni». Oltre a riparare i difetti ossei, l’approccio alla medicina rigenerativa basato sulla meccanobiologia, impiegato dal gruppo di ricerca, «fornisce un nuovo quadro di riferimento per la valutazione dei biomateriali rigenerativi destinati ad altre applicazioni di ingegneria tissutale», ha osservato il prof. O’Brien. «Attualmente stiamo applicando il concetto di “medicina rigenerativa basata sulla meccanobiologia” per identificare nuove terapie in ambiti diversi, ad esempio per la riparazione della cartilagine e del midollo spinale». L’obiettivo di ReCaP (Regeneration of Articular Cartilage using Advanced Biomaterials and Printing Technology) è quello di sviluppare una tecnologia dirompente in grado di cambiare i paradigmi e di rivoluzionare il trattamento delle lesioni articolari. Il progetto si concluderà a luglio 2023. Per maggiori informazioni, consultare: progetto ReCaP

Parole chiave

ReCaP, osso, vaso sanguigno, rigenerazione, difetto, biomateriale, meccanobiologia