La ricerca sui bioceramici per applicazioni nell'ambito della medicina rigenerativa è attualmente incentrata sul trovare soluzioni volte a superare i limiti dei materiali maggiormente impiegati, quali calcio fosfati (CaP) e vetri e vetroceramici bioattivi, al fine di migliorarne la sinterizzabilità, le proprietà meccaniche e biologiche. In particolare, notevoli sforzi sono stati indirizzati alla produzione di materiali biomimetici, in grado di simulare e riprodurre la composizione e/o l'architettura del tessuto da rigenerare, tali da attivare meccanismi propri di riparazione. In tale contesto, CaP opportunamente drogati e vetri e vetro-ceramici bioattivi (biovetri) risultano molto promettenti, data la capacità di legarsi a tessuti biologici duri e molli, stimolando, al contempo, proliferazione e differenziamento cellulare e angiogenesi. Studi molto recenti, infatti, hanno dimostrato che i biovetri sono potenzialmente in grado di innescare una serie di meccanismi di signalling, che, seguendo percorsi biologici complessi ancora da individuare, si traducono nell'espressione di geni coinvolti prevalentemente nella formazione di osso e cartilagine. In particolare, il rilascio locale dalla superficie dell'impianto di specifici ioni in concentrazione critica, permette di "programmare" la risposta cellulare, inducendo risposte intra- ed extracellulari che comportano attivazione e up-regolazione di sette famiglie di geni deputate al controllo del ciclo vitale, della mitosi, e del differenziamento degli osteoblasti, a cui corrisponde una rapida rigenerazione del tessuto osseo. Di interesse è la possibilità che tali prodotti ionici di dissoluzione possano attivare geni in trattamenti volti a prevenire la perdita di tessuto. In tale contesto polveri nanostrutturate di calcio fosfato (CaP, i.e. idrossiapatite (HAp, Ca10(PO4)6(OH)2), tricalcio fosfato (TCP, Ca3(PO4)2) e calcio fosfati bifasici (BCP)) pure e sostituite con ioni vicarianti (i.e. Si4+, F-, Mg2+, Sr2+) opportunamente selezionati sulla base del loro ruolo biologico, sono state sintetizzate mediante precipitazione. Vetri e vetro-ceramici bioattivi di composizione convenzionale .(i.e. 45S5) e innovativa (i.e. AP40, RKKP, RBP1 e RBP2) sono stati, inoltre, prodotti tramite processo sol-gel, allo scopo di ottenere materiali altamente puri con incrementate area superficiale specifica, porosità, omogeneità e bioattività. Le polveri sintetizzate sono state impiegate come filler in compositi a base di polimeri bioriassorbibili, per la produzione di sinterizzati densi e porosi e di film sottili mediante diverse tecniche di deposizione, quali deposizione a laser pulsato (PLD). Sono stati condotti test di bioattività in vitro in mezzo di coltura osteoblastico/osteoclastico (i.e. ?-MEM). È stata, infine, valutata la risposta biologica nei confronti di diverse linee cellulari staminali embrionali e adulte, preosteoblasti e osteoclasti, in termini di adesione, proliferazione, differenziamento cellulare, vitalità e attività di bioriassorbimento.
Le metodiche rigenerative nel SSN: una speranza per il futuro FORM 2013
JV Rau;
2013
Abstract
La ricerca sui bioceramici per applicazioni nell'ambito della medicina rigenerativa è attualmente incentrata sul trovare soluzioni volte a superare i limiti dei materiali maggiormente impiegati, quali calcio fosfati (CaP) e vetri e vetroceramici bioattivi, al fine di migliorarne la sinterizzabilità, le proprietà meccaniche e biologiche. In particolare, notevoli sforzi sono stati indirizzati alla produzione di materiali biomimetici, in grado di simulare e riprodurre la composizione e/o l'architettura del tessuto da rigenerare, tali da attivare meccanismi propri di riparazione. In tale contesto, CaP opportunamente drogati e vetri e vetro-ceramici bioattivi (biovetri) risultano molto promettenti, data la capacità di legarsi a tessuti biologici duri e molli, stimolando, al contempo, proliferazione e differenziamento cellulare e angiogenesi. Studi molto recenti, infatti, hanno dimostrato che i biovetri sono potenzialmente in grado di innescare una serie di meccanismi di signalling, che, seguendo percorsi biologici complessi ancora da individuare, si traducono nell'espressione di geni coinvolti prevalentemente nella formazione di osso e cartilagine. In particolare, il rilascio locale dalla superficie dell'impianto di specifici ioni in concentrazione critica, permette di "programmare" la risposta cellulare, inducendo risposte intra- ed extracellulari che comportano attivazione e up-regolazione di sette famiglie di geni deputate al controllo del ciclo vitale, della mitosi, e del differenziamento degli osteoblasti, a cui corrisponde una rapida rigenerazione del tessuto osseo. Di interesse è la possibilità che tali prodotti ionici di dissoluzione possano attivare geni in trattamenti volti a prevenire la perdita di tessuto. In tale contesto polveri nanostrutturate di calcio fosfato (CaP, i.e. idrossiapatite (HAp, Ca10(PO4)6(OH)2), tricalcio fosfato (TCP, Ca3(PO4)2) e calcio fosfati bifasici (BCP)) pure e sostituite con ioni vicarianti (i.e. Si4+, F-, Mg2+, Sr2+) opportunamente selezionati sulla base del loro ruolo biologico, sono state sintetizzate mediante precipitazione. Vetri e vetro-ceramici bioattivi di composizione convenzionale .(i.e. 45S5) e innovativa (i.e. AP40, RKKP, RBP1 e RBP2) sono stati, inoltre, prodotti tramite processo sol-gel, allo scopo di ottenere materiali altamente puri con incrementate area superficiale specifica, porosità, omogeneità e bioattività. Le polveri sintetizzate sono state impiegate come filler in compositi a base di polimeri bioriassorbibili, per la produzione di sinterizzati densi e porosi e di film sottili mediante diverse tecniche di deposizione, quali deposizione a laser pulsato (PLD). Sono stati condotti test di bioattività in vitro in mezzo di coltura osteoblastico/osteoclastico (i.e. ?-MEM). È stata, infine, valutata la risposta biologica nei confronti di diverse linee cellulari staminali embrionali e adulte, preosteoblasti e osteoclasti, in termini di adesione, proliferazione, differenziamento cellulare, vitalità e attività di bioriassorbimento.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
