Niprogen La natura ispira processi innovativi per lo sviluppo di impianti per la medicina rigenerativa a elevato grado di vascolarizzazione e performance meccaniche

Il progetto NIPROGEN ha sviluppato nuovi impianti ossei bioattivi (scaffold) di idrossiapatite “biomimetica”, con affinità chimica e morfologica con l’osso naturale, consentendo una rapida osteointegrazione e completa rigenerazione. I nuovi scaffold sono stati disegnati per il trattamento di difetti ossei di dimensione critica in vari siti anatomici come regioni maxillofacciali, craniche e ossa segmentali degli arti, e presentano proprietà meccaniche adeguate a sostenere i carichi biomeccanici nello specifico sito di impianto. In particolare, per il trattamento di ossa segmentali portanti carico, con fratture comminute e/o soggette a pseudoartrosi o unione ritardata, NIPROGEN ha adottato nuovi processi di ”sintesi biomorfica”, un cambio paradigmatico nel processo ceramico grazie a cui si possono ottenere ceramici 3D con composizione chimica e struttura complessa, non ottenibili con i processi convenzionali. In particolare, strutture naturali sono state trasformate in idrossiapatite biomimetica mantenendo l’organizzazione gerarchica 3D della struttura di partenza, in grado quindi di esibire risposte complesse agli stimoli biomeccanici in vivo, e attivare più efficacemente i processi di meccanotrasduzione necessari per la formazione di nuovo osso biomeccanicamente competente. Per rigenerare regioni ossee di forma complessa come regioni orbitali, parietali o del mento, gli scaffold sono stati ottenuti mediante 3D printing di cellulosa sulla base di modelli CAD/CAM di profili specifici del volto e del cranio, e successiva trasformazione biomorfica. I nuovi scaffold sono stati testati mediante: i) analisi di meccanismi genetici molecolari indotti dallo scaffold e attivanti differenziamento osteoblastico, ii) caratterizzazione nanomeccanica dell’interazione cellula-biomateriale e iii) impianto su modello di grande animale, per uno studio preliminare della metodologia di impianto e delle tecniche di fissazione più adeguate, e per una valutazione della abilità rigenerativa.