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Bioscaffold


Vogliono superare lo scoglio dei trapianti cartilaginei che non riescono a rimpiazzare fedelmente il tessuto mancante: lo scaffold vuole stimolare il processo riparativo del tessuto circostante.

Gli scaffold usati nella riparazione dei difetti cartilaginei sono classificati in base alla loro struttura (monofasici, bifasici, mulfasici) e alla loro cellularità (con o senza cellule). Il fatto che possano essere progettati anche senza cellule fa capire come il fine biologico sia quello di stimolare la ripopolazione e la crescita da parte di cellule staminali prima, differenziate in cartilaginee poi.

Basi scientifiche per il design dei bioscaffold: la cartilagine è formata da una componente di matrice extracellulare, e dalle cellule, che producono la matrice; la riparazione cartilaginea richiede la ristorazione di entrambe le componenti, per produrre un tessuto che sia biomeccanicamente capace di sostenere i carichi articolari.

E’ necessario in primo luogo che la cartilagine si accoppi all’osso sottostante.

I classici approcci cellulari come le Mfx e ACI richiedono alle cellule di produrre matrice, e contano su questa produzione per l’integrazione: per questo motivo richiedono una grossa limitazione dell’attività per proteggere il tessuto immaturo, e sono associate con un lungo tempo di recupero e una riabilitazione complessa. Gli scaffold hanno l’obiettivo di eliminare questi limiti delle tecniche cellulari, garantendo una più rapida ripresa e una tecnica chirurgica più semplice e riproducibile. Gli scaffold infatti hanno due ruoli:

Portare cellule: teoricamente, dopo aver assolto questo compito, lo scaffold potrebbe essere rimosso, o meglio, autoriassorbirsi nel contesto del tessuto. Questo ruolo è relativamente semplice, per questo sono stati proposti vari materiali come alginato, agarosio, collagene, acido jaluronico, polimeri (PLA e PGA). Garantire supporto alla migrazione delle cellule e alla stratificazione del tessuto: è molto più complesso, richiesta una ingegneria più avanzata che sia in grado di ottimizzare la struttura fisica e biochimica della matrice, garantendo l’adeguata porosità per permettere l’invasione e la crescita cellulare.

Lo scaffold perfetto dovrebbe permettere il carico completo fin da subito, pur proteggendo le cellule trasferite dalla gran parte, ma non da tutti, gli stimoli fisici (poiché un po’ di stimolo serve per farle produrre). Dovrebbe garantire una sicura fissazione all’osso sottocondrale sottostante, e alla cartilagine attorno a lui; dovrebbe essere poroso e idrofilo per permettere la migrazione delle cellule e il loro nutrimento. In ultimo, dovrebbe riassorbirsi essendo progressivamente sostituito da tessuto neoformato, senza residuare corpi estranei che potrebbero dare il là ad una reazione infiammatoria.

Caratteristiche fisiche:

Forza meccanica: forza elastica 1-20MPa (osso 17.000 MPa) Struttura: se crescono su strutture piatte, i condrociti diventano simil-fibroblasti; serve dunque una struttura porosa, in cui le cellule siano in grado di crescere tridimensionalmente. La porosità target del tessuto è del 80-90% (maggiori valori non permettono l’attecchimento).

Caratteristiche biochimiche:

Biocompatibilità: i tessuti circostanti non devono essere reattivi nei confronti dello scaffold. Altro elemento importante è la capacità di legare le integrine del tessuto circostante e della matrice. Degradazione: deve essere completa per evitare la reazione da corpo estraneo. Bioattività: uno scaffold ideale dovrebbe guidare le cellule nel processo di attecchimento al tessuto circostante, per fare questo sono in studio scaffold con BMP, TGF, IGF.

Indicazioni:

Difetto sintomatico di grado III-IV ICRS Eziologia: traumatica o degenerativa Estensione del difetto: variabile in base al tipo di scaffold che si intenda usare BMI <30

Controindicazioni:

OA conclamata di grado medio-grave Difetti di allineamento e stabilità ligamentosa non corretti

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