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  TitoloLa bio-iniezione che rigenera l’osso
  Sommario
Presentiamo una nuova formulazione di biomateriale iniettabile ed autoindurente, funzionale anche come cemento osseo, per la rigenerazione di difetti ossei.
  Stato della tecnica
Consolidamento di fratture In caso di fratture ossee la possibilità di rigenerare il difetto utilizzando approcci mininvasivi è altamente richiesto. Per esempio, a seguito di indebolimento di corpi vertebrali, la strategia clinica ormai più consolidata è rappresentata dall’iniezione di una pasta malleabile all’interno del difetto osseo, la quale solidificandosi in pochi minuti, consente una rapida stabilizzazione meccanica del difetto. Questo consente di prevenire, soprattutto nel paziente anziano e/o con ridotta mobilità, l’insorgenza di disturbi e patologie secondarie legate all’immobilità derivata da un prolungato ricovero. I prodotti di più largo uso sono cementi ossei basati su miscele di polimeri, (es. acrilati), che hanno il vantaggio di consentire una preparazione e un utilizzo agevole in sala operatoria e, inoltre, di avere effetti di stabilizzazione meccanica dopo pochi minuti dall’impianto. Tuttavia, alcune criticità ne limitano l’uso nel paziente fisicamente attivo: l’indurimento rischia il surriscaldamento dei tessuti circostanti e il materiale, totalmente differente dall’osso naturale, non consente la formazione di un buon costrutto osso-cemento. Il cemento osseo qui proposto rappresenta una potenziale risoluzione di queste problematiche. Rilascio locale di farmaco La capacità di un materiale di rilasciare biomolecole in presenza di adeguato stimolo esterno è già documentato in letteratura. Tuttavia, risulta ancora problematica la preparazione di simili materiali in una forma iniettabile ed autoindurente. La formulazione e struttura della pasta/cemento qui proposta può consentire di combinare queste caratteristiche.
  Invenzione
Riempimento di un difetto osseo mediante iniezione di un materiale autoindurente, biologicamente attivo, verso una completa rigenerazione del tessuto danneggiato. Consolidamento di fratture A seguito di traumi o patologie metaboliche (es: tumori, osteoporosi), l’iniezione di questo materiale favorisce un rapido consolidamento del difetto osseo, senza causare infiammazioni o sofferenza dei tessuti circostanti. La componente principale di questo materiale, infatti, è analoga al minerale delle nostre ossa. Il risultato è un costrutto osso-cemento adeguato anche a supportare notevoli sollecitazioni biomeccaniche. Rilascio locale di farmaco Questo materiale può essere in grado di rilasciare localmente molecole/farmaci anche mediante attivazione e controllo con segnale magnetico fornito dall’esterno. Migliore tracciabilità mediante Bioimmagini La presenza di componenti biocompatibili magneticamente attive che permettono un elevato contrasto in bioimmagini, consente una buona tracciabilità del materiale in vivo. Proprietà Antibatterica intrinseca La composizione della pasta/cemento conferisce funzioni intrinsecamente antibatteriche che possono prevenire la proliferazione di microrganismi infettivi.
  TitolaritàConsiglio Nazionale delle Ricerche, Università Cattolica del Sacro Cuore
  Proprietà industrialeWO2015193836, EP3157590
  E-mail di contattoantonio.cusma@cnr.it
  TagsMedicina rigenerativa, rigenerazione ossea, drug delivery
  Vantaggi
Cemento osseo simile al minerale dell’osso umano, capace di stabilizzare rapidamente fratture ossee vertebrali e rilasciare localmente farmaci e molecole bioattive.
  Applicazioni
Il metodo trova applicazioni in svariati settori della medicina rigenerativa e nell'imaging biomedico: Consolidamento di fratture Il processo proprietario consente di ottenere una pasta bioattiva iniettabile a viscosità controllata e capace di auto-indurimento, in grado di trasformarsi nel minerale che già costituisce le nostre ossa. Ciò la rende particolarmente idonea all’utilizzo in siti anatomici non trattabili con impianti 3-D (es. vertebre spinali, testa di femore, piatto tibiale) per la rigenerazione di tessuto osseo danneggiato da traumi o patologie metaboliche. La sua particolare composizione contenente ioni stronzio, in grado di modulare il comportamento cellulare e riequilibrare il corretto metabolismo osseo, rende la pasta adeguata per il trattamento di pazienti osteoporotici. L’elevata capacità osteointegrativa e rigenerativa, e le proprietà meccaniche, la rendono particolarmente idonea al suo utilizzo anche come sostituto di porzioni ossee normalmente sottoposte ad elevate sollecitazioni biomeccaniche. Migliore tracciabilità in vivo mediante bio-imaging L’implementazione con fasi magnetiche biocompatibili ad elevato contrasto consente l’imaging diretto mediante risonanza magnetica o PET. Proprietà antibatteriche intrinseche La composizione della pasta/cemento è in grado di fornire elevata protezione dalla proliferazione batterica anche senza l’ausilio di farmaci antibiotici. Questo è un punto chiave in considerazione del crescente aumento di fenomeni di resistenza batterica agli antibiotici. Rilascio locale di farmaci La composizione e nanostruttura esibita dalla pasta/cemento offre una elevata superficie attiva che consente l’adsorbimento di farmaci e bio-molecole, e il loro rilascio mediante processi anche modulabili da campo magnetico esterno. Il materiale oggetto di questa invenzione combina questi vari aspetti, consentendo il rilascio di biomolecole a seguito di segnale magnetico esterno.
  Stadio di sviluppo
TRL 5 Valutazione in vitro della bioattività e capacità di regolazione del metabolismo cellulare dell’osso Valutazione in vivo di osteointegrazione in piccolo animale Valutazione industriale delle condizioni di stoccaggio del materiale e test accelerato di invecchiamento (valutazione delle proprietà chimico-fisiche e meccaniche del materiale) Le componenti biocompatibili magnetiche hanno mostrato ottima funzionalità come agenti di contrasto in vivo con MRI e PET Timeline per sviluppo industriale: 4 ANNI
  Immagine n° 1
  Immagine n° 2

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