Una nuova ricerca mostra che la miscelazione di acido alginico a bassa viscosità con cemento al fosfato di calcio (CPC), un materiale comunemente usato come sostituto osseo, conferisce tre migliorie funzionali:minor tempo di presa, maggiore resistenza alla compressione, e acquisizione di porosità.

Uno dei motivi dell'aumento dell'uso del CPC negli ultimi anni è la sua natura autoregolante, permettendogli di essere iniettato in un paziente per un approccio più non invasivo. Però, I CPC hanno una microstruttura densa che rende difficile l'ingresso delle cellule. Questa mancanza di pori limita il potenziale di nuova crescita ossea. Questo studio, pubblicato in Journal of Materials Science:Materiali in Medicina, esplora l'effetto che l'acido alginico biopolimero di origine naturale ha su questo problema.

Precedenti ricerche hanno studiato altri biopolimeri, compresa la gelatina, collagene, e chitosano, ma questo studio congiunto tra l'Osaka City University (OCU), Scuola di specializzazione in Medicina e Scuola di specializzazione in Ingegneria, ha confermato gli effetti positivi della miscelazione di acido alginico con CPC. Studi in vitro hanno mostrato che l'acido alginico riduce il tempo di presa e aumenta la resistenza alla compressione del CPC. Inoltre, studi in vivo hanno mostrato che il biopolimero aumenta la porosità del CPC, permettendo alle cellule di entrare e al nuovo osso di crescere.

L'acido alginico è stato ampiamente utilizzato in campo medico per procedure quali, immobilizzazione cellulare, consegna farmaci, e medicazione della ferita. Però, ci sono stati studi limitati in combinazione con CPC. La degradabilità e le caratteristiche di reticolazione dell'acido alginico lo rendono un additivo promettente per migliorare le proprietà meccaniche dense e generalmente scarse del CPC.

Questo nuovo studio ha valutato una serie di composti CPC-alginato (la forma salina dell'acido alginico) con quantità crescenti di acido alginico. In vitro, un pHmetro ha mostrato una diminuzione dei livelli di pH all'aumentare delle quantità di acido alginico, velocizzando i tempi di presa. La microscopia elettronica a scansione ha rivelato che i composti con un aumento dell'acido alginico avevano più pori e meno densità. In vivo, L'analisi a raggi X e micro-TC ha mostrato che i femori iniettati con composti CPC di quantità aumentate di acido alginico avevano, dopo sei settimane, più degradazione e formazione ossea rispetto al gruppo di controllo.

"Le ossa artificiali possono sostenere le ossa rotte, ma non sostituiscono le nostre stesse ossa e rimangono nel corpo come un oggetto estraneo", ha affermato il dottorando Akiyoshi Shimatani, e primo autore dello studio. Il Professore Associato Hiromitsu Toyoda del Dipartimento di Chirurgia Ortopedica OCU ha continuato:"Per risolvere questo problema, abbiamo sviluppato un osso artificiale in collaborazione con il professor Yoshiyuki Yokogawa e il suo team della Facoltà di Ingegneria dell'OCU, che è appiccicoso, difficile da rompere, e sostituisce l'osso del corpo. Speriamo che questa diventi una nuova opzione per le ossa artificiali".