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  TitoloScaffold per la rigenerazione di tendini e legamenti
  Sommario
Le lesioni di tendini e legamenti rappresentano un problema clinico irrisolto. I metodi di riparazione disponibili ad oggi non sono infatti in grado di garantire una soddisfacente rigenerazione del tessuto danneggiato, portando ad una elevata percentuale di complicazioni post-operatorie, principalmente dovute all’incapacità delle soluzioni presenti sul mercato di simulare efficacemente le caratteristiche meccaniche e la complessa morfologia gerarchica di tendini e legamenti. Il dispositivo brevettato (Scaffold) è in grado di superare queste limitazioni, riuscendo a riprodurre fedelmente sia il comportamento meccanico, sia la complessa morfologia filamentosa di tendini e legamenti.
  Stato della tecnica
Sono circa 30 milioni i casi di lesioni tendineo/legamentose diagnosticate ogni anno in tutto il mondo. Gli interventi chirurgici di riparazione di tendini e legamenti presentano altissime percentuali di fallimento, dovute principalmente ai limiti dei dispositivi presenti ad oggi sul mercato: scarsa biomimeticità, scarsa capacità di integrarsi in modo da riparare il tessuto lesionato, non fedele riproduzione della complessa struttura gerarchica delle nanofibre di collagene e delle proprietà meccaniche che caratterizzano questi tessuti. Attualmente nei trattamenti chirurgici vengono utilizzati: - dispositivi riassorbibili dall’organismo, consigliati in pazienti giovani vista la loro alta attività metabolica: Autograft (tendini o legamenti estratti dal paziente stesso, in un sito anatomico diverso da quello della lesione ed utilizzati per riparate il tessuto lesionato, provocando però frequenti fenomeni di riduzione di mobilità o lesioni nervose croniche in prossimità del sito di espianto) oppure campioni di tessuto provenienti da donatori umani (Allograft) o di origine animale (Xenograft), che originano però frequenti casi di rigetto o infiammazione e interventi di revisione per rotture improvvise, oltre a problemi di difficile adattabilità alle esigenze anatomiche del paziente. - dispositivi impiantabili protesici non riassorbibili, più indicati in pazienti anziani, che presentano molteplici criticità, ad iniziare dalla scarsa biomimeticità (visto che presentano una morfologia totalmente estranea ai tendini o legamenti da sostituire).
  Invenzione
Il dispositivo brevettato si pone come punto di svolta nel trattamento delle lesioni tendinee e legamentose. Lo Scaffold è ottenuto interamente attraverso la tecnologia dell’elettrofilatura ed è composto di fibre biocompatibili di dimensione nanometrica, ovvero della stessa dimensione delle fibre che compongono in natura questi tessuti. Le nanofibre che compongono lo Scaffold possono essere composte da materiali bioriassorbibili (in grado di degradarsi progressivamente all’interno del corpo umano per rigenerare completamente il tessuto lesionato), oppure da materiali non bioriassorbibili, per una sostituzione permanente di tipo protesico. Nella versione riassorbibile, lo Scaffold viene colonizzato dalle cellule tendinee e legamentose, le quali, trovando un supporto di crescita del tutto simile al tessuto sul quale proliferano in natura, riescono a rigenerare il tessuto naturale e progressivamente a degradare lo Scaffold fino ad essere completamente sostituito da nuovo tessuto tendineo o legamentoso. Nella versione non bioriassorbibile, lo Scaffold può essere utilizzato come dispositivo protesico permanente sostituendo il tendine o legamento. Lo Scaffold, grazie alla sua flessibilità e modularità, è in grado di riprodurre fedelmente sia la morfologia che le caratteristiche meccaniche di qualsiasi tipologia di tendine o legamento del corpo umano e animale, riuscendo anche a riprodurre le guaine che rivestono questi tessuti, con un innovativo processo anch’esso oggetto di brevetto. Lo Scaffold, infine, variando adeguatamente la tipologia di materiale delle sue nanofibre, può anche essere utilizzato per la rigenerazione del tessuto muscolare e nervoso, per la simulazione di questi tessuti e per la produzione di sensori.
  TitolaritàAlma Mater Studiorum Università di Bologna
  Proprietà industrialeDomanda internazionale di brevetto n. WO2018229615
  E-mail di contattokto@unibo.it
  Telefono Contatto0512099417
  Tagselettrofilatura, legamenti, scaffolds multiscala, scaffolds polimerici porosi, tendini
  Vantaggi
Lo Scaffold brevettato offre diversi vantaggi in quanto: permette alle cellule tendinee/legamentose di colonizzare le nanofibre rigenerando i tessuti danneggiati e riproducendo la morfologia delle fibrille di collagene che compongono questi tessuti; può essere temporaneo e bioriassorbibile oppure un vero dispositivo protesico; consente di riprodurre tutte le sottostrutture che compongono tendini e legamenti, permettendo eventualmente di unire tra loro molteplici scaffolds, riproducendo ogni livello della struttura gerarchica di questi tessuti e riuscendo a replicare anche i tessuti morfologicamente più complessi, con elevato biomimetismo; riproduce fedelmente le proprietà meccaniche di qualsiasi tendine/legamento, potendo agire sulla struttura gerarchica di tali scaffold e utilizzando qualsiasi tipologia di polimero elettrofilabile. L’eventuale funzionalizzazione dello Scaffold con fattori di crescita, farmaci o particelle (oggetto del brevetto) consente di incrementare la bioattività dello Scaffold, minimizzando le infiammazioni e massimizzando l’attività di rigenerazione.
  Applicazioni
Rigenerazione o sostituzione del tessuto tendineo o legamentoso. Simulazione del tessuto tendineo o legamentoso. Rigenerazione del tessuto nervoso e muscolare. Produzione di sensori o attuatori.
  Stadio di sviluppo
Lo sviluppo tecnico dello Scaffold brevettato si posiziona al TRL 3. Vari test e analisi sono stati condotti, anche grazie a collaborazioni con centri di ricerca d’eccellenza a livello internazionale. Sono state sviluppate diverse tipologie di Scaffolds gerarchici, verificando in laboratorio flessibilità e modularità del processo di realizzazione. Sono stati prodotti diversi prototipi di Scaffolds sia in materiali riassorbibili che non riassorbibili ed è stato messo a punto un processo di reticolazione per poter fissare il collagene all’interno delle nanofibre anche dopo l’immersione in ambiente fisiologico per lunghi periodi di tempo. E’ stata verificata la biomimeticità degli Scaffolds gerarchici attraverso indagini multiscala per mezzo di microscopia ottica, SEM e tomografie microCT. Sono state testate le proprietà meccaniche e biomeccaniche con svariati test di laboratorio, utilizzando parametri di prova fisiologici per verificare il comportamento dei materiali in condizioni di vita quotidiana del possibile paziente. E’ stata verificata la biocompatibilità degli Scaffolds attraverso molteplici culture cellulari con tenociti e fibroblasti, verificando l’ottima proliferazione delle cellule sia sulla superficie che all’interno degli Scaffolds.
  Immagine n° 1
  Immagine n° 2

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