Biomateriali stampati in 3D a vantaggio dei trapianti ossei
L’osso è il secondo tessuto più trapiantato dopo il sangue, con quasi 2 milioni di interventi di innesto eseguiti ogni anno. I trapianti ossei vengono talvolta effettuati in seguito a una frattura, a un’infezione o alla scoperta di un tumore. Quasi la metà di queste operazioni ha luogo nell’UE. Queste procedure, tuttavia, non sono prive di inconvenienti. Gli innesti ossei autologhi(si apre in una nuova finestra), in cui l’osso viene prelevato dal paziente, spesso richiedono diversi interventi chirurgici e registrano un elevato tasso di morbilità. «Anche gli innesti da banche ossee o animali presentano problemi tecnici ed etici», aggiunge la coordinatrice del progetto Bone3Dmatch(si apre in una nuova finestra) Ana Chinea, di Mimetis(si apre in una nuova finestra) in Spagna, «fra cui risposte immunitarie avverse e trasmissione di malattie».
Nuovi biomateriali allo studio
La buona notizia è che i progressi negli innesti ossei sintetici hanno aperto nuove possibilità chirurgiche, con i vantaggi di una maggiore disponibilità e sterilità e una ridotta morbilità. Finora, però, i materiali sintetici disponibili non sono stati in grado di offrire lo stesso livello di funzionalità dell’osso naturale. L’obiettivo del progetto Bone3Dmatch, finanziato dall’UE, è stato quindi quello di affrontare questa sfida specifica, sviluppando sostituti di osso sintetico che offrano prestazioni superiori. «La nostra soluzione a questa sfida è stata la biomimesi» , spiega Chinea. «In altre parole, volevamo sviluppare dei sostituti di innesto osseo che imitassero più da vicino le caratteristiche dell’osso.» Sono stati studiati nuovi biomateriali con proprietà ossee naturali, per verificarne la possibilità di contribuire a sostenere la rigenerazione ossea e il recupero dei pazienti. Un altro obiettivo chiave del progetto era quello di identificare e sviluppare biomateriali che potessero essere stampati in modo efficiente in 3D. Ciò, infatti, consentirebbe la produzione su misura ed economicamente vantaggiosa di scaffold(si apre in una nuova finestra), per soddisfare le esigenze individuali dei pazienti e trattare difetti ossei complessi.
Scaffold sintetici stampati in 3D
Il gruppo di ricerca coinvolto nel progetto è riuscito a sviluppare un biomateriale che è stato riconosciuto come osso naturale dalle cellule ossee, quindi in grado di accelerare la rigenerazione ossea e il recupero del paziente. A questi studi hanno partecipato diversi centri medici. Una priorità del gruppo responsabile del progetto era di assicurarsi che tutte le considerazioni etiche e normative fossero pienamente prese in considerazione. Inoltre, applicando tecnologie avanzate di stampa 3D, il gruppo è stato in grado di produrre scaffold specifici per il paziente in meno di 72 ore. «Questo ci permetterebbe di trattare difetti ossei complessi e di proporre trattamenti più specifici per il paziente», afferma Chinea. Questo processo di produzione è stato infine ottimizzato e ampliato, ed è stato sviluppato un piano aziendale per portare l’innovazione sul mercato.
Biomateriali innovativi per il mercato
I risultati del progetto, che sono ancora in fase di raccolta e analisi, contribuiranno a migliorare ulteriormente l’efficacia e la sicurezza del prodotto. Le prossime tappe prevedono il completamento degli studi clinici, la pubblicazione dei risultati e l’avvio della commercializzazione sia in Europa che negli Stati Uniti. «Bone3Dmatch ha contribuito ad accelerare l’introduzione sul mercato di biomateriali di nuova generazione da utilizzare in scaffold stampati in 3D», osserva Chinea. «Il progetto ha contribuito a posizionare l’Europa all’avanguardia nella medicina della rigenerazione ossea e potenzialmente porterà benefici sostanziali alla vita di milioni di persone in tutto il mondo che soffrono di difetti ossei.» Il gruppo responsabile del progetto spera infine di applicare un modello commerciale decentralizzato, in cui gli ospedali di tutto il mondo saranno in grado di stampare i propri impianti specifici per ciascun paziente utilizzando questo biomateriale biomimetico.