Placche, innesti e protesi richiedono tutti un periodo di tempo per integrarsi con l’osso del paziente, processo necessario per stabilizzare l’impianto stesso. Se ciò non accade, magari per disordini nel microambiente osseo, si può andare incontro ad un allentamento dell’impianto, ad un aumento delle complicanze post-operatorie, ad un prolungamento del periodo di recupero e anche al fallimento dell’impianto, con costi socio-sanitari associati non indifferenti.
Un recente studio cinese pubblicato su Advance Functional Material presenta un nuovo modo per accelerare questo processo di integrazione: rivestire l’impianto di un materiale fotocorrente basato sull’idrossiapatite.
Il nuovo materiale per l’integrazione impianto-osso
Dopo un intervento chirurgico si sviluppa sempre una lieve infiammazione a carico dei tessuti che sono stati toccati e, quindi, stressati. È una normale risposta fisiologica, atta anche a richiamare una maggior quantità di sangue così che porti ossigeno e nutrienti necessari per la guarigione.
In alcune condizioni, però, questo processo infiammatorio può rallentare il recupero del paziente. Ciò può avvenire, per esempio, in seguito a un intervento di impianto. Il nuovo materiale è in grado di rispondere con segnali fotoelettrici alla luce nel vicino infrarosso, agendo direttamente sull’infiammazione e attivando contemporaneamente i macrofagi per accelerare il processo. Di fatto si crea un ambiente immunitario utile al reclutamento delle cellule staminali mesenchimali necessarie per formare nuovo osso. In questo modo il processo di integrazione tra impianto e osso del paziente si velocizza.
Il nuovo materiale è stato sviluppato dal professore Kelvin Yeung Wai-Kwok del Dipartimento di Ortopedia e Traumatologia della Scuola di Medicina Clinica della Facoltà di Medicina LKS dell’Università di Hong Kong ed è stato testato nello studio citato.
Lo studio
Nello studio pubblicato, condotto su un modello animale con difetto tibiale, gli autori hanno verificato che il nuovo rivestimento permette di accelerare l’integrazione tra impianto e osso nativo da 20 a 14 giorni.
Spiega il professor Kelvin Yeung Wai-Kwok: «Il nostro team ha sviluppato con successo una superficie ingegnerizzata che modula la differenziazione dei macrofagi in modo non invasivo, in accordo con il ciclo immunitario del paziente e le sue esigenze. Gli esperimenti condotti su animale hanno mostrato che questo metodo accelera in modo significativo l’integrazione dell’impianto con l’osso, raddoppiando il tasso di fusione. Speriamo di ampliare le possibili applicazioni in ambito di chirurgia ortopedica di questa superficie ingegnerizzata, facendo degli studi. Questa scoperta ha un impatto profondo sul tasso di successo della chirurgia ortopedica e mostra una possibile nuova direzione da seguire per rispondere ad alcune sfide cliniche, come il rigetto di impianto». Al momento il team pensa di concentrarsi sulle protesi di ginocchio.
Studio: Zhu Y, Wang C, Ai C, Xiang Y, Mao C, Qiao W, Wu J, Kubi JA, Liu X, Wu S, Zhao X, Li B, Yeung K W K, Photocurrent-Directed Immunoregulation Accelerates Osseointegration through Activating Calcium Influx in Macrophages. Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2406095. https://doi.org/10.1002/adfm.202406095
