Immagine: tappo osteocondrale rigenerativo ricoperto di cartilagine sintetica impiantato in un ginocchio. Credito: Texas A&M Engineering-
I difetti osteocondrali spesso richiedono la sostituzione del ginocchio. Una nuova ricerca presso la Texas A&M mira a sviluppare tappi sintetici ricoperti di cartilagine (CC-ROP) come alternativa meno invasiva, adatta a una gamma più ampia di pazienti. Questa tecnologia, supportata da una sovvenzione significativa, promette un supporto congiunto immediato e un’integrazione a lungo termine, con prossimi studi preclinici per convalidarne l’efficacia.
La DR.ssa Melissa Grunlan sta creando tappi sintetici per aiutare i pazienti con dolore cronico al ginocchio o disabilità, eliminando potenzialmente la necessità di protesi totali del ginocchio.
I difetti osteocondrali (OCD) possono causare danni sia alla cartilagine che all’osso sottostante, con conseguente dolore cronico e compromissione della funzionalità articolare. A seconda della gravità del danno, le persone colpite possono necessitare di un intervento chirurgico, la cui opzione più completa è la sostituzione totale del ginocchio, una procedura che oltre 800.000 americani ricevono ogni anno.
La Dr.ssa Melissa Grunlan, del Dipartimento di ingegneria biomedica della Texas A&M University, ha ricevuto una sovvenzione dal National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Disease, una sottoorganizzazione del National Institutes of Health, per sviluppare tappi osteocondrali rigenerativi ricoperti di cartilagine sintetica (CC-ROP) – un potenziale dispositivo chirurgico standardizzato per il trattamento del dolore cronico ed evitare la sostituzione totale del ginocchio.
“Il dolore cronico al ginocchio e la disabilità sono causati dalla perdita di cartilagine e dai disturbi derivanti dall’artrite, tra cui l’osteoartrosi e l’artrite post-traumatica che causano dolori che limitano il comfort e la mobilità”, ha affermato Grunlan. “Questa sovvenzione ci consentirà di massimizzare il potenziale dei CC-ROP per curare il dolore cronico del ginocchio e di raccogliere dati che dimostrino questa efficacia”.
Trattamenti attuali e loro limiti
Questa tecnologia potrebbe rappresentare un’alternativa agli attuali metodi di trattamento, come l’autotrapianto o la sostituzione totale del ginocchio.
L‘autoinnesto richiede che piccoli campioni cilindrici vengano raccolti dalla parte non danneggiata del ginocchio del paziente e trasferiti in fori preforati nell’area del difetto. Tuttavia, questo metodo può essere ostacolato dall’età del paziente (meno efficace se ha più di 40 anni) e dall’entità del difetto.
Se i pazienti non soddisfano i criteri per l’autotrapianto, è probabile che necessitino di una sostituzione totale del ginocchio. Si tratta di un intervento chirurgico esteso in cui le parti dell’articolazione del ginocchio danneggiata vengono sostituite da una protesi artificiale o protesica composta da metallo e plastica. Sebbene la sostituzione totale del ginocchio sia talvolta l’unica opzione per il paziente, l’intervento può portare a complicazioni postoperatorie.
Al contrario, i CC-ROP proposti non sono limitati dall’età o dalla dimensione del difetto, pur offrendo numerosi altri vantaggi. In primo luogo, sono stati progettati per avere la geometria degli autoinnesti cilindrici in modo da poter essere impiantati con strumenti e protocolli chirurgici esistenti. Inoltre, il trattamento non richiede il pre-caricamento con cellule o fattori di crescita per indurre la guarigione, ma sfrutta invece le caratteristiche uniche della calotta e della base dello scaffold. Una volta impiantato, il CC-ROP può fornire un supporto immediato alla funzione articolare, compresa l’articolazione del ginocchio.
“Nel complesso, questo progetto rappresenta un approccio fattibile per la traduzione clinica”, ha affermato Grunlan.
Progettazione e collaborazione
Creato nel suo laboratorio, il CC-ROP è costituito da due parti: un cappuccio cartilagineo e una base ossea. Il cappuccio cartilagineo è un idrogel ultra resistente che imita in modo unico le proprietà meccaniche della cartilagine biologica. La base è costituita da un polimero poroso e bioriassorbibile. Dopo l’impianto, la base viene sostituita da nuovo tessuto osseo e continua ad ancorare il cappuccio cartilagineo. Pertanto, l’impianto cilindrico stimola la formazione di nuovo tessuto osseo e l’integrazione con il tessuto ospite fornendo al contempo la cartilagine sintetica necessaria per la funzione articolare.
Questa sovvenzione consentirà al gruppo di ricerca di massimizzare il potenziale dei CC-ROP per curare il disturbo del ginocchio e di eseguire le analisi necessarie per garantire che i materiali e i dispositivi siano funzionali e pronti per le applicazioni nella vita reale. I ricercatori aluteranno anche l’efficacia del dispositivo negli studi preclinici.
Questo studio è uno sforzo di collaborazione tra il Dr. Michael Moreno, Professore associato presso il Dipartimento di ingegneria meccanica J. Mike Walker ’66 della Texas A&M e il Dr. W. Brian Saunders, Professore associato presso la Scuola di medicina veterinaria e scienze biomediche del Texas A&M e la Dott.ssa Mariah Hahn, Prof.ssa presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica del Rensselaer Polytechnic Institute.
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“Questo sforzo è una delle numerose partnership avviate tra il Dipartimento di Ingegneria Biomedica e la Scuola di Medicina Veterinaria e Scienze Biomediche per sviluppare soluzioni a beneficio sia degli animali che degli esseri umani”, hanno affermato il Dott. Mike McShane, capo del dipartimento di ingegneria biomedica, e James J. Cain Professore II.
La ricerca è stata finanziata dall’Istituto nazionale per l’artrite e le malattie muscoloscheletriche e della pelle.
Fonte: Texas University
