Scienziati siberiani creano ossa artificiali

Gli scienziati del laboratorio materiali medici dell’Università statale di Tomsk e del laboratorio materiali funzionali nano-strutturali dell’Istituto di fisica della forza e scienza dei materiali del reparto siberiano dell’Accademia delle scienze russa hanno sviluppato dei dischi intervertebrali in nanoceramica da impiantare nel corpo umano. Le loro competenze tecniche hanno portato alla realizzazione di un materiale poroso in bioceramica che è estremamente simile all’osso umano. Gli impianti sono inoltre dotati di un particolare rivestimento bioattivo che promuove la crescita delle cellule e assicura che l’osso cresca nella cavità delle endoprotesi, fondendosi con le ossa senza causare rigetto.

Lo stesso materiale può essere usato anche per sostituire piccole articolazioni della mano e dei piedi e negli interventi di chirurgia craniofacciale.

Ossa sperimentali di ceramica

Gli scienziati di Tomsk sono convinti che la loro invenzione potrà aiutare milioni di persone in tutto il mondo. L’hnp, o ernia del nucleo polposo, più comunemente nota come ernia del disco, è uno dei disturbi più diffusi del pianeta e viene solitamente trattato con impianti di metallo o polimeri che però possono causare infiammazioni o distruggere l’osso.

L’intervento consiste nell’inserimento tra due vertebre di una “gabbia” di bioceramica porosa che si fonde con queste, permettendo di ridurre il rischio di complicazioni e la probabilità di doversi sottoporre a ulteriori interventi chirurgici. La scoperta degli scienziati siberiani ha suscitato grande interesse nei loro colleghi stranieri, tanto che da una settimana presso l’Università statale di Tomsk è attivo un laboratorio internazionale per lo studio dei materiali medici a cui lavorano esperti russi, tedeschi, britannici, italiani, greci e ungheresi. Le ricerche vengono condotte in collaborazione con l’Università di Cipro.

Alcune ricerche congiunte dimostrano che le cellule che vengono seminate sulla superficie dei modelli di ceramica dalla struttura porosa iniziano a produrre composti di fosfato di calcio: un materiale che con ogni probabilità prenderà il posto dell’osso naturale. “Questo rivestimento ci permette di ottenere una ceramica che può essere inserita nel corpo senza causare reazioni di rigetto eccessivamente marcate. In futuro, grazie alla possibilità di creare prototipi tridimensionali, speriamo di poter realizzare impianti a misura delle esigenze dei singoli pazienti. Già nel 2015 saremo in grado di produrre il primo osso sperimentale per uno specifico paziente”, dichiara il professor Sergei Kulkov, che dirige l’équipe di studiosi.

Impianti più economici

I primi prototipi sono già stati creati e l’équipe sta compiendo adesso alcune ricerche sulla reazione biologica delle cellule e altre volte a determinare i parametri di massima forza ed elasticità degli impianti. A questa fase del lavoro partecipano anche il Centro federale di ricerca dei trapianti e degli organi artificiali intitolato all’accademico Shumakov, l’Istituto di chirurgia dei traumi e di ortopedia di Novosibirsk, l’ospedale regionale di Tomsk e l’Istituto di oncologia dell’Accademia russa delle scienze mediche. Gli impianti saranno prodotti presso lo stabilimento di tubi a vuoto NEVS-Ceramics di Novosibirsk.

“Secondo le nostre stime gli impianti in bioceramica porosa, grazie alla loro minore densità, saranno approssimativamente dieci volte meno cari degli equivalenti prodotti all’estero e attualmente disponibili sul mercato. Oggi, ad esempio, un set di impianti di piccole dimensioni costa in media sessantamila rubli (più di millecento dollari), mentre il nostro equivalente in bioceramica avrà un costo compreso tra i tremila e i cinquemila rubli (ovvero cinquantasei-novantatré dollari). La loro produzione in Russia potrebbe ammontare a quattro miliardi di rubli, ovvero più di settantaquattro milioni di dollari”, ha dichiarato a Rbth Sergei Kulkov.

Per il momento, tuttavia, gli scienziati indipendenti si dimostrano cauti e sono soprattutto interessati a verificare in che modo la geometria delle vertebre artificiali si svilupperà e se gli impianti di bioceramica presentano rischi di rigetto. “Questa fase del lavoro è molto importante e deve ricevere fondi e sostegno da parte dello Stato. Non per nulla la spina dorsale viene considerata l’“asse del mondo”: tutti gli organi umani dipendono da essa. È importante poter collaudare queste endoprotesi sugli organismi umani, per assicurarsi che non siano rigettate dal tessuto umano”, ha affermato il corrispondente dell’Accademia russa delle scienze Vladimir Balakirev.

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