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Una guida magnetica per la ricostruzione dei tessuti

Lo scopo principale del progetto MAGISTER è la creazione di un nuovo tipo di scaffold magnetici (MagS) per la manipolazione della rigenerazione dei tessuti nell'organismo. Questa iniziativa ha permesso di ottenere scaffold per vari utilizzi e per una delivery multifunzionale destinata alla riparazione di difetti ossei estesi.
Una guida magnetica per la ricostruzione dei tessuti
La medicina dei tessuti rigenerativi offre nuove possibilità per il ripristino funzionale e strutturale dei tessuti danneggiati. Uno degli approcci si basa sulla semina di cellule in uno scaffold 3D sul quale possono aderire e crescere, con l'aggiunta dei fattori di crescita (FC) per migliorarne la proliferazione e la differenziazione.

I MagS offrono proprietà uniche, non disponibili con altri metodi e materiali, oltre alla possibilità di rilascio controllato e ridosaggio dei FC, di stimolazione meccanica delle cellule seminate e di assemblaggio dello scaffold nella configurazione desiderata.

Il progetto quadriennale MAGISTER ("Magnetic scaffolds for in vivo tissue engineering"), finanziato dall'UE, è riuscito a sviluppare applicazioni MagS pratiche e innovative per l'ingegnerizzazione e la rigenerazione dei tessuti.

I ricercatori hanno sviluppato e fabbricato numerosi materiali magnetici biocompatibili per gli scaffold: idrossiapatite, gelatina e polimeri di corallo sono stati impregnati con nanoparticelle magnetiche (MNP), prodotte dal consorzio del progetto o già disponibili in commercio. L'uso di una combinazione di acido umico e magnetite ha fornito nuovi materiali completamente bioriassorbibili e biocompatibili.

Sono stati inoltre sviluppati nuovi aggregati di bioagenti MNP (BIOAG) per la delivery controllata sia del fattore di crescita endoteliale vascolare (VEGF) sia delle cellule staminali. La tecnologia ha combinato la produzione di MNP con un metodo innovativo per la funzionalizzazione della superficie, basato su nuovi peptidi iper-ramificati biocompetenti (dendroni). I dendroni sono stati studiati in modo da funzionalizzare la superficie degli MNP e da controllare l'esposizione dei gruppi funzionali capaci di legare i VEGF. Questo approccio ha migliorato l'angiogenesi, grazie a una migliore magnetizzazione delle cellule staminali ed endoteliali.

In un modello in vitro, i ricercatori hanno dimostrato una distinta colonizzazione guidata magneticamente di una fibra di scaffold da parte di due tipi di cellule diversi uno accanto all'altro. I risultati in vivo hanno mostrato inoltre che la guida magnetica dei bio-agenti all'interno dei MagS porta a un'eccellente ricostruzione del tessuto con chiari effetti di vascolarizzazione.

I risultati del progetto sono stati presentati in 14 pubblicazioni. Il lavoro del progetto MAGISTER indica che i MagS possono essere utilizzati come una risorsa che offre un'assistenza che dura tutta la vita all'ingegnerizzazione dei tessuti, con la possibilità unica di regolare l'attività dello scaffold alle esigenze personali di ogni paziente.

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