Obiettivo e contesto dello studio
Un gruppo di ricerca della University of New South Wales (UNSW) Canberra, campus della UNSW Sydney, ha sviluppato impalcature ossee biodegradabili stampate in 3D che imitano meglio l’architettura interna dell’osso, con l’obiettivo di favorire la guarigione evitando secondi interventi per la rimozione dell’impianto. Il lavoro, guidato dal dottorando Kaushik Raj Pyla, si inserisce nella corrente di ricerca che usa scaffold come strutture porose di supporto alla ricrescita tissutale fino al riassorbimento del materiale.
Approccio biomimetico: reticoli stocastici in PLA
Invece dei pattern periodici tradizionali, il team ha adottato reticoli stocastici (irregolari) per avvicinarsi alla variabilità locale del tessuto osseo. Gli scaffold sono stati realizzati in PLA (poliacido lattico) ottimizzando parametri di stampa come temperatura e retrazione per limitare difetti tipici (stringing, cedimenti a ponte) e garantire geometrie pulite.
Risposte meccaniche e permeabilità ai fluidi
Provando orientamenti interni diversi (longitudinale, trasversale, diagonale), i ricercatori hanno osservato assorbimento energetico all’impatto e modalità di frattura differenti legate alla microarchitettura. Alcune configurazioni hanno mostrato permeabilità superiore, aspetto fondamentale per il passaggio di nutrienti e la vascolarizzazione, suggerendo la possibilità di personalizzare il design in base ai carichi e alla sede anatomica.
Indicazioni per la traslazione clinica
I prossimi passi includono test biologici, studi di durabilità a lungo termine e l’estensione del concetto a cartilagine e tessuti molli. L’uso di scaffold bioriassorbibili punta a ridurre rischi e costi complessivi di trattamento, con impianti personalizzati sul paziente.
Quadro più ampio: esempi e materiali correlati
Nel perimetro della rigenerazione ossea con AM, Osteopore (Singapore), in collaborazione con Maastricht University Medical Centre (UMC+), ha sviluppato e impiantato una “gabbia” bioriassorbibile in PCL per prevenire amputazioni di gamba, dimostrando la maturità clinica dei polimeri riassorbibili. Sul fronte UNSW Sydney, i gruppi di Kristopher Kilian e Iman Roohani hanno introdotto un inchiostro ceramico per stampare strutture simili all’osso con cellule viventi a temperatura ambiente, ampliando lo spettro dei materiali e dei setting chirurgici.
Coerenza con la letteratura tecnica
La scelta del PLA come base per scaffold è coerente con studi che ne esplorano comportamento meccanico, risposta a impatti a bassa velocità, modulazione della porosità e ibridazioni con idrossiapatite o additivi funzionali per migliorare bioattività e memoria di forma. Queste evidenze sostengono la strategia UNSW Canberra di lavorare su architetture e processi per avvicinare le prestazioni del sostituto osseo a quelle del tessuto naturale.
