Bio-ispirazione per riparare le ossa rotte
Le ossa, in particolare quelle di grandi dimensioni, non possono guarire da sole quando i difetti raggiungono una dimensione critica. Ad oggi, le terapie includono innesti ossei o sostituti. Più di recente, l’ingegneria tissutale, che ricorre all’utilizzo di scaffold seminati con cellule in fase di crescita, per la formazione di tessuto, ha dimostrato un grande potenziale. Per la rigenerazione ossea, gli scaffold imitano la naturale matrice extracellulare (MEC) e svolgono un ruolo importante nel guidare l’adesione e la proliferazione cellulare. Il progetto STUFFOR ha sviluppato nuovi scaffold acellulari 3D multifunzionali per la rigenerazione e vascolarizzazione ossea. Rendendo possibile la rigenerazione del tessuto osseo, il team di ricerca ha studiato i relativi progressi in un modello di coniglio con difetti ossei. La preparazione di scaffold dai molteplici aspetti ha necessitato l’uso di nanofibre elettrofilate per una grande area superficiale in rapporto al volume, un’elevata porosità e proprietà meccaniche simili alla MEC dei tessuti naturali. Sono state incorporate delle sostanze chimiche attive e tutta la struttura ha fornito le esigenze biologiche, fisiche e meccaniche per gli esperimenti sugli animali in materia di rigenerazione ossea. Utilizzando apparecchiature ottimizzate e la nuova tecnica con opale inverso, gli scienziati hanno prodotto microsfere gelatinose aventi dimensioni controllabili come gli agenti porogeni, ossia le strutture utilizzate per creare i pori nello scaffold. Gli scaffold in nanofibra, aventi diametro appropriato, sono stati realizzati con successo utilizzando l’elettrofilatura. Gli scaffold ibridi 3D di nuova costruzione sono stati quindi modificati per i test in vivo. Una volta trapiantati nel modello animale, presso i siti con difetti, gli scaffold prodotti su misura sono stati monitorati in merito ai cambiamenti ossei. La diffusione dei risultati relativi a tale ricerca ha incluso la presentazione del lavoro in occasione della conferenza per il 10° Congresso mondiale sui biomateriali a Montreal e una riunione annuale di medicina d’emergenza. La futura cooperazione tra Keele University e Xuzhou Medical University è imminente grazie a delle visite di studio. Tutti gli scaffold del progetto STUFFOR possono essere disponibili e scalabili per la commercializzazione. I risultati del progetto hanno generato una base di conoscenze tali da permettere di continuare la ricerca relativa alla riparazione delle ossa fratturate, con conseguenti benefici socio-economici di vasta portata per la popolazione mondiale.
Parole chiave
Ossa, invecchiamento, difetti ossei, scaffold, STUFFOR