Progettazione e sviluppo di scaffolds naturali per la rigenerazione ossea

La medicina rigenerativa impiega ormai da molti anni biomateriali in grado di promuovere ed accelerare la guarigione del tessuto osseo in cui vengono innestati. Un innesto osseo eterologo non dovrebbe evocare nessuna risposta infiammatoria nel sito in cui viene inserito. L’antigenicità del tessuto osseo eterologo viene eliminata grazie a tecniche di decellularizzazione ed il protocollo di decellularizzazione impiegato influisce in modo determinante sulle caratteristiche del biomateriale stesso. L'obiettivo di questo studio è stato quello di mettere a punto un protocollo per la creazione di uno xenograft bovino di facile impiego in campo medico per la riparazione di difetti ossei. A questo scopo, sono stati applicati protocolli di decellularizzazione mediante congelamento/scongelamento su 26 femori murini; l'effettiva decellularizzazione in vitro è stata valuta tramite test MTT e mediante microscopia elettronica (SEM). Il protocollo di decellularizzazione più efficace è stato applicato in un secondo momento a tessuto osseo bovino. Successivamente sono state validate in vitro le capacità osteoinduttive dello xenograft bovino mediante l'impiego di cellule staminali. Lo xenograft bovino così ottenuto è stato innestato chirurgicamente nel seno mascellare di 30 pecore per testare in vivo le capacità rigenerative del biomateriale. L'intervento chirurgico è stato eseguito bilateralmente: un lato test (xenograft) e un lato controllo (Bio-oss®,Geistlich Pharma AG Wohlhusen, Switzerland). I soggetti sono stati suddivisi in 3 gruppi da 10 animali ciascuno ed eutanasizzati a 15, 30 e 60 giorni dall’intervento chirurgico. I campioni d’osso prelevati sono stati decalcificati, fissati, colorati con ematossilina ed eosina e successivamente valutati al microscopio ottico. I test MTT hanno dimostrato che i tempi di congelamento a -20°C per 7 giorni e -80°C per altri 7 giorni, seguite da scongelamento tramite shock termico, sono più efficaci per una corretta decellularizzazione della matrice extracellulare bovina. I risultati della RT-PCR indicano che lo xenograft bovino ha ottime capacità osteoinduttive. I test in vivo hanno dimostrato che il biomateriale già a 15 giorni presenta: elevata capacità osteoconduttiva ed osteoinduttiva; assenza di risposta infiammatoria. A 30 e 60 giorni queste caratteristiche non subiscono variazioni significative. Il gold standard in campo medico presenta ottime capacità osteoconduttive ed osteoinduttive a 60 giorni. In conclusione si può affermare che il protocollo di decellularizzazione mediante congelamento/scongelamento da noi sviluppato consente di produrre un sostituto osseo ideale per la rigenerazione di difetti ossei in campo medico; il biomateriale testato promuove la neoangiogenesi e l'osteogenesi a soli 15 giorni dall'innesto.