Si-HPMC e rigenerazione ossea

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E’ di un team francese la scoperta che aprirebbe nuove e notevoli frontiere nel campo dell’interventistica ortopedica e della cura di alcune patologie dell’osso, osteoporosi in primis. Si chiama Si-HPMC, è un gel ed è iniettabile. E presenta alcune caratteristiche di certo rivoluzionarie.

Bisogna premettere che alcuni gel (o altri materiali diversi dal Si-HPMC) dedicati alla ricostruzione di componenti ossee danneggiate esistevano già, come ad esempio i CFCs (calcium phosphate cement). Soluzioni iniettabili ed utilizzate in campo chirurgico per diversi obiettivi, nonché nel trattamento di aree di osteoporosi.

Con alcuni limiti però, come ad esempio quello meccanico. L’osso infatti viene identificato come la componente più rigida e resistente del corpo, soprattutto per la funzione di sostegno dell’intero organismo. Ma le componenti ossee nel corpo umano sono tutt’altro che rigide e l’elasticità meccanica insita è una delle caratteristiche più importanti, quella che oltre alla simbiosi funzionale coi muscoli ne definisce la resistenza a traumi, torsioni e anche ad alcune patologie. Nello specifico, oltre all’ambito traumatico, malattie come l’osteoporosi ne alterano le componenti principali, soprattutto in termini di contenuti di Calcio, minandone le caratteristiche strutturali.

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Utilizzare un sostituto dell’osso con caratteristiche fisiche troppo diverse da quelle del tessuto sul quale si va ad intervenire produrrebbe si alcuni effetti positivi, ad esempio nella ricostruzioni di aree ampiamente danneggiate limitando l’invasività dell’intervento, ma al contempo andrebbe a ridurne la stessa funzionalità.

Ecco che allora l’equipe che ha prodotto questa importante scoperta, quella dell’utilizzo del Si-HPMC, ha lavorato principalmente nell’ottica di ovviare alle criticità presenti nei materiali già a disposizione e ad oggi largamente utilizzati.

La sfida

Dar vita ad un materiale più vicino possibile al tessuto originale era una sfida di non poco conto e l’attenzione degli scienziati, dopo una lungo periodo di studio, si è focalizzata sulla Silanised-Hydroxypropyl Methylcellulosa, nota come Si-HPMC.

Il materiale si presenta sotto forma di gel ed è facilmente iniettabile. Presenta ottime caratteristiche di microporosità, assolutamente necessaria per la corretta circolazione dei nutrienti nel tessuto, e caratteristiche meccaniche innovative e all’avanguardia.

Il fatto tuttavia è che il Si-HPMC non è un sostituto del CPCs, bensì un coadiuvante attraverso il quale ottenere una soluzione con caratteristiche funzionali ottimali.

La soluzione originale presentava però alcuni problemi, tali da impedirne in alcuni casi l’utilizzo. Nello specifico, miscelando Si-HPMC e CPCs prima dell’intervento, si produceva una quantità eccessiva di bolle d’aria, impossibili poi da rimuovere.

Il team ha dovuto quindi elaborare una strategia alternativa mettendo a punto un iniettore speciale formato da due siringhe separate e collegate a valle, in maniera tale da miscelare contemporaneamente l’esatta quantità utilizzata di cemento e Si-HPMC. Al CPCs il sistema miscela sllo stesso tempo una determinata quantità d’aria determinando così la porosità ottimale.

Il futuro, non troppo lontano

Cosa aspettarsi allora dall’utilizzo della chimica, e da materiali innovativi come il Si-HPMC, in ambiti medici un tempo quasi esclusivamente chirurgici? O all’intervento su patologie come l’osteoporosi, dove prevalentemente si interviene con farmaci e trattamenti? Sicuramente una riduzione efficace del’invasività dell’intervento stesso, ovviando a tutte le problematiche ad esso connesse. Ma anche la possibilità di intervenire su pazienti con criticità, migliorandone la qualità della vita nell’immediato.

Di certo l’utilizzo di sostanze chimiche in sostituzione di tessuti danneggiati sarà uno di quegli ambiti da cui aspettarsi in futuro una vera e propria rivoluzione, analoga a quella, probabile, del Si-HPMC. Magari, chi lo sa, di pari passo con lo sviluppo dell’autorigenerazione, senza quei pregiudizi e tabù che oggi fin troppo bene conosciamo.

http://www.rsc.org/chemistryworld/2015/12/injectable-foam-biomaterial-bone-repair

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1742706115302312

Mauro Presciutti

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