Tessuto osseo sintetico: sarà questo il futuro delle protesi?

Tessuto osseo sintetico: sarà questo il futuro delle protesi?
di

Negli ultimi decenni, la comunità scientifica ha lavorato intensamente per sviluppare un'alternativa sintetica agli innesti ossei per riparare i tessuti malati o danneggiati. Tra le varie opzioni, il settore che più di tutti ha ottenuto una rapida evoluzione è stato quello della proliferazione cellulare.

Una particolare tecnica di laboratorio che, attraverso la crescita di cellule ossee su dei materiali chiamati "scaffold" (impalcatura), creava un supporto biologicamente compatibile da applicare nel corpo di una persona per aiutare a ripararne il danno osseo.

Così come l'osso che andava a supportare, anche gli "scaffold" necessitavano di una rete interconnessa di pori per consentire poi alle cellule ed ai nutrienti di diffondersi, così da favorire la rigenerazione di nuovo tessuto osseo.

I ricercatori della McGill University, in Canada, hanno quindi cercato di sviluppare un nuovo metodo che velocizzasse la coltivazione di tessuto osseo sintetico, modificando la struttura interna di uno specifico materiale, chiamato ossido di grafene, per renderlo più favorevole per tale rigenerazione.

L'ossido di grafene è un composto ultra sottile ed estremamente resistente che viene utilizzato sempre in maggiore quantità in campi quali l'elettronica, l'ottica, la chimica, la biologia e l'ingegneria energetica.

In ambito biologico, una delle sue proprietà uniche è che quando le cellule staminali vengono posizionate su di esso, tendono a trasformarsi in osteoblasti, le cellule più importanti nel processo di rigenerazione ossea.

Il team della McGill, un gruppo multidisciplinare composto da ricercatori di odontoiatria, ingegneria elettrica, mineraria e dei materiali, ha quindi scoperto che aggiungendo un'emulsione di olio e acqua all'ossido di grafene, e quindi congelandolo a diverse temperature, venivano prodotte diverse dimensioni di pori per tutto il materiale.

Quando poi hanno "inserito" nell'impalcatura le staminali del midollo osseo di topo, le cellule si sono moltiplicate e si sono diffuse all'interno della rete dei pori, dimostrando come il nuovo approccio sia altamente promettente per essere utilizzato per rigenerare il tessuto osseo negli esseri umani.

La prof.ssa Marta Cerruti ha affermato: "Abbiamo dimostrato che gli scaffold sono completamente biocompatibili, che le cellule sono molto reattive quando vengo poste in quella sede e che sono in grado di penetrare attraverso l'impalcatura e colonizzarla per intero".

Un altro aspetto estremamente interessante della ricerca è stato che i ricercatori, per visualizzare i pori di diverse dimensioni all'interno dell'impalcatura ed incrementare la crescita e la diffusione delle cellule, hanno utilizzato la linea di luce del sincrotone BMIT-BM presso il CLS.

Il lavoro del team, infatti, non sarebbe stato possibile senza tale acceleratore di particelle, poiché la bassa densità dell'ossido di grafene gli permette di assorbire solo una quantità molto piccola di luce.

"Per quanto ne sappiamo, questa è la prima volta che le persone usano la luce di un sincrotrone per vedere la struttura degli scaffold di ossido di grafene", ha affermato entusiasta il dott. Yiwen Chen, sulle pagine della rivista Carbon.

Sebbene l'utilizzo clinico di questo nuovo approccio è ancora molto lontano dall'essere applicato, il lavoro del team potrebbe comunque consentire ad altri ricercatori di saperne di più su come le cellule staminali si trasformano in cellule ossee.

Già anni fa vi avevamo parlato dei progressi in campo bioingegneristico con lo sviluppo delle ossa sintetiche stampate in 3d, o dell'utilizzo di cellule staminali per far ricrescere il tessuto osseo.

Quanto è interessante?
1
Tessuto osseo sintetico: sarà questo il futuro delle protesi?