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Biomaterials and Additive Manufacturing: Osteochondral Scaffold innovation applied to osteoarthritis

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Ridefinire la modalità di trattamento dell’osteoartrite

Alcuni ricercatori si avvalgono della tecnologia dei substrati per alleviare il dolore dei pazienti osteoartrosici, tenerli attivi e, aspetto più importante, migliorarne la complessiva qualità della vita.

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Si stima che 40 milioni di europei siano affetti dall’osteoartrite, una malattia cronica degenerativa che colpisce le articolazioni e le cui conseguenze sono dolore, rigidità e mobilità ridotta. Questa patologia è caratterizzata da una perdita di qualità delle cartilagini e delle ossa di un’articolazione. I piccoli difetti osteocondrali sono solitamente curati ricorrendo a farmaci antinfiammatori, esercizi di potenziamento muscolare e tecniche di stimolazione del midollo osseo. «Malgrado ciò, con il progredire della malattia, questi trattamenti risultano sempre meno efficaci, poiché nessuno di essi favorisce una rigenerazione persistente di difetti osteoartrosici importanti», spiega Ricardo Donate González, dottore di ricerca e ingegnere chimico presso l’Università di Las Palmas de Gran Canaria (sito web in spagnolo). «Pertanto, numerosi pazienti osteoartrosici dovranno in definitiva sottoporsi a un intervento di sostituzione completa dell’articolazione.» E se invece esistesse un’opzione di trattamento valida per le situazioni in cui l’osteoartrite ha superato lo stadio del piccolo difetto? Un’opzione che potrebbe ritardare o perfino eliminare del tutto la necessità di un intervento del genere? È qui che entra in scena il progetto BAMOS, finanziato dall’UE. Il progetto, sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, ha coinvolto ricercatori e ricercatrici provenienti da Europa e Cina, e ha sviluppato una tecnologia dei substrati innovativa ed economica per intervenire precocemente sull’osteoartrite.

I buoni risultati di un gruppo di substrati osteocondrali

I substrati sono strutture tridimensionali utilizzate nell’ambito dell’ingegneria tissutale per stimolare la crescita cellulare e sostenere la formazione di nuovi tessuti. Il gruppo di ricerca responsabile del progetto riteneva che fosse possibile impiegare i substrati realizzati durante BAMOS per trattare in modo efficace i grandi difetti riscontrati nell’osteoartrite allo stadio medio e avanzato. «Il nostro obiettivo principale non era solo attenuare il dolore dei pazienti osteoartrosici, ma anche tenerli attivi senza tralasciare l’aspetto più importante, ovvero migliorarne la qualità della vita a 360 gradi», dichiara Donate González. Il progetto ha creato nuovi biomateriali per la rigenerazione dei tessuti delle ossa e delle cartilagini tra cui polimeri biodegradabili, ceramiche, leghe di titanio e idrogel di origine naturale. BAMOS ha inoltre messo a punto procedure di rivestimento bioattivo, migliorando la bio-funzionalità dei substrati. «Tramite questi materiali e varie tecniche di produzione additiva, il nostro gruppo ha realizzato e collaudato una serie di substrati osteocondrali, molti dei quali hanno dimostrato ottimi risultati per quanto riguarda l’integrazione e la rigenerazione dei tessuti», osserva Donate González. Altri risultati rilevanti comprendono un substrato osteocondrale multimateriale a tre strati e due modelli di bioreattore progettati per ottimizzare le capacità di collaudo in vitro ed ex vivo nei laboratori. L’insieme delle tecnologie scaturito dal progetto è stato soggetto a una valutazione preclinica completa ed è ora pronto per iniziare le sperimentazioni cliniche.

Instaurare partenariati forti

Al di là dei traguardi tecnici raggiunti, il progetto è riuscito anche a stabilire partenariati solidi tra istituti di ricerca trascendendo i confini nazionali. «Uno degli obiettivi specifici del progetto consisteva nella formazione di ricercatori e ricercatrici in fase iniziale di carriera allo scopo di dotarli di conoscenze e competenze avanzate, necessarie per affrontare alcune delle maggiori sfide sanitarie odierne», puntualizza Donate González. «I nostri risultati scientifici sono la prova che siamo riusciti ad avere successo anche su questo versante.» Il gruppo di ricerca si sta attualmente concentrando sull’ottenimento del brevetto per il bioreattore BAMOS e sulla richiesta di ulteriori finanziamenti, al fine di sviluppare ulteriormente le soluzioni di substrato del progetto. «Sono convinto che i risultati raggiunti, tra cui la formazione di ricercatori e ricercatrici cui abbiamo contribuito, continueranno a fare evolvere la nostra tecnologia dei substrati, ridefinendo come tratteremo in futuro l’osteoartrite», conclude Donate González.

Parole chiave

BAMOS, osteoartrite, malattia articolare, tecnologia dei substrati, intervento di sostituzione dell’articolazione, ingegneria tissutale, biomateriali, produzione additiva, ricercatori e ricercatrici in fase iniziale di carriera

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