Tecno

I pazienti diabetici beneficeranno della nuova tecnica di bio-stampa 3D per la riparazione ossea

I ricercatori del Shanghai Key Laboratory of Orthopaedic Implants dello Shanghai Ninth People’s Hospital affiliato alla Shanghai Jiao Tong University School of Medicine hanno sviluppato un metodo efficace per la gestione dei difetti ossei nei pazienti diabetici
CREDITO
Jinwu Wang, Università Jiao Tong di Shanghai

Il difetto osseo è un problema serio per le persone con diabete dopo fratture, ma una nuova tecnica che coinvolge la bioprinting 3D di uno “scaffold” per la riparazione ossea offre per la prima volta un modo per superare tali difetti ossei.

Per la prima volta, gli scienziati ritengono di aver sviluppato un metodo efficace per la gestione dei difetti ossei nei pazienti diabetici.

Pubblicità e progresso

I ricercatori dell’Università Jiao Tong di Shanghai hanno sviluppato una tecnica che produce “scaffold” di riparazione ossea bioprintati in 3D che sono infusi con cellule staminali del midollo osseo, proteina morfogenica ossea-4 e macrofagi.

I risultati sono stati prima riportati online e poi pubblicati sulla rivista Bioactive Materials a marzo.

“Abbiamo provato più variazioni sulle proporzioni della ricetta e ne abbiamo trovata una in cui siamo stati in grado di osservare una formazione di nuovo osso davvero impressionante nei nostri topi di prova”, afferma Jinwu Wang, Direttore dell’Innovative Medical Device Registration Research and Clinical Transformation Service Center a Shanghai Jiao Tong University e autore corrispondente dello studio.

Il diabete può aumentare il rischio di frattura ossea dal 20% fino al 300% in alcuni pazienti. Inoltre, la rigenerazione ossea in condizioni di alto contenuto di glucosio comuni a quelli con la malattia è notevolmente ridotta, portando ad alti tassi di difetti ossei.

Sono stati fatti tentativi per utilizzare la stampa 3D convenzionale per fabbricare scaffold ossei per accelerare la riparazione dei difetti ossei. La tecnologia consente la stampa di ponteggi con forma e struttura controllate con precisione. Ma nei pazienti diabetici, l’ambiente nel corpo che circonda il difetto osseo può infiammarsi a causa della malattia che produce un rapporto anormale tra due tipi di macrofagi che svolgono un ruolo chiave nella gestione del processo infiammatorio. Ciò si traduce in danni infiammatori al corpo che non possono essere riparati dal corpo stesso. L’infiammazione a sua volta può anche tagliare i vasi sanguigni o impedire lo sviluppo di nuovi.

Il bioprinting 3D utilizza i “bioinchiostri” per fornire cellule viventi che promuovono la crescita ossea. Ciò dovrebbe consentire un migliore controllo della distribuzione e della deposizione degli osteoblasti, soprattutto se accompagnati da alcuni dei globuli bianchi necessari per ripristinare il normale rapporto tra i due tipi.

Sfortunatamente, per avere successo, questi bioinchiostri devono avere una buona “stampabilità”, una buona stabilità meccanica una volta stampati e una buona biocompatibilità (la capacità di supportare la crescita delle cellule). E quelli che sono stati finora testati possono fare solo uno o due dei tre.

I ricercatori del Laboratorio di impianti ortopedici dell’Università Jiao Tong di Shanghai hanno escogitato una ricetta per soddisfare i requisiti. Caricano i bioinchiostri con cellule staminali mesenchimali del midollo osseo, proteine ??morfogenetiche ossee-4 (BMP-4) e macrofagi per salvare l’infiammazione disregolata. Inoltre, per estendere il periodo durante il quale può verificarsi la formazione ossea, hanno aggiunto alla ricetta un sistema di somministrazione dei farmaci: nanoparticelle di silice mesoporosa – nanoparticelle inorganiche che sono state utilizzate per la somministrazione di farmaci.

Nella ricerca di follow-up, i ricercatori mirano a progettare e stampare uno scaffold biologico con una struttura dei pori migliorata per consentire un flusso sanguigno ancora migliore all’interno dello scaffold, che dovrebbe aumentare la regolazione del sistema immunitario e promuovere meglio lo sviluppo sia delle ossa che dei vasi sanguigni. Con questi effetti aggiuntivi, la tecnica accelererà ulteriormente la riparazione ossea. 

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