I bioscienziati stanno sviluppando tessuti artificiali stampati in 3D che possono aiutare a guarire le ossa e la cartilagine tipicamente danneggiate nelle lesioni legate allo sport.
Gli scienziati della Rice University e della University of Maryland hanno ingegnerizzato scaffold che replicano le caratteristiche fisiche del tessuto osteocondrale: osso duro sotto uno strato comprimibile di cartilagine che appare come la superficie liscia alle estremità delle ossa lunghe.
Lesioni a queste ossa, da piccole crepe a pezzi che si spezzano, possono essere dolorose e spesso fermano la carriera degli atleti sulle loro tracce. Le lesioni osteocondrali possono anche portare alla disabilitazione dell’artrite.
La natura graduale della cartilagine nell’osso e la sua porosità hanno reso difficile la riproduzione in laboratorio, ma gli scienziati hanno utilizzato la stampa 3D per fabbricare ciò che ritengono possa essere un materiale adatto per l’impianto.
“Gli atleti sono colpiti in modo sproporzionato da questi infortuni, ma possono colpire tutti”, ha detto Sean Bittner, uno studente laureato in bioingegneria del terzo anno alla Rice, un collega della National Science Foundation. “Penso che questo sarà un potente strumento per aiutare le persone con lesioni sportive comuni.”
La chiave è mimare il tessuto che si trasforma gradualmente dalla cartilagine (tessuto condrale) dalla superficie all’osso (osteo) sottostante. I ricercatori guidati dal bioingegnere Antonios Mikos 3D hanno stampato un’impalcatura con miscele personalizzate di un polimero per il primo e una ceramica per quest’ultimo con pori incastrati che avrebbe permesso alle cellule e ai vasi sanguigni del paziente di infiltrarsi nell’impianto, facendone eventualmente diventare parte dell’osso naturale e della cartilagine.
“Per la maggior parte, la composizione sarà la stessa da paziente a paziente”, ha detto Bittner. “C’è una porosità inclusa, quindi la vascolatura può crescere dall’osso nativo. Non dobbiamo fabbricare i vasi sanguigni da soli.”
In futuro, il progetto prevede di capire come stampare un impianto osteocondrale che si adatta perfettamente al paziente e consente all’impianto poroso di crescere e lavorare con l’osso e la cartilagine.
I loro risultati sono riportati in Acta Biomaterialia .
