Un ricercatore di UBC Okanagan ha scoperto un nuovo design di osso artificiale che può essere personalizzato e realizzato con una stampante 3D per sostituzioni ossee più sicure ed efficaci.

Hossein Montazerian, assistente di ricerca presso la School of Engineering di UBC Okanagan, ha identificato un modo per modellare e creare innesti ossei artificiali che possono essere stampati su misura. Montazerian dice che le ossa umane sono incredibilmente resistenti, ma quando le cose vanno male, sostituirli può essere un processo doloroso, che richiedono più interventi chirurgici.

"Quando si progettano scaffold ossei artificiali, c'è un sottile equilibrio tra qualcosa che è abbastanza poroso da mescolarsi con l'osso naturale e il tessuto connettivo, ma allo stesso tempo abbastanza forte da permettere ai pazienti di condurre una vita normale, ", afferma Montazerian. "Abbiamo identificato un design che colpisce questo equilibrio e può essere personalizzato utilizzando una stampante 3D".

L'innesto osseo tradizionale viene utilizzato in medicina per trattare qualsiasi cosa, dalle fratture traumatiche ai difetti, e richiede lo spostamento dell'osso da una parte all'altra del corpo. Ma Montazerian afferma che i suoi innesti ossei artificiali potrebbero essere stampati su misura per adattarsi potenzialmente a qualsiasi paziente e non richiederebbero il trapianto di frammenti ossei esistenti.

Nella sua ricerca, Montazerian ha analizzato 240 diversi modelli di innesto osseo e si è concentrato solo su quelli che erano sia porosi che resistenti. Ha stampato quelli che hanno ottenuto le prestazioni migliori utilizzando una stampante 3D e quindi ha eseguito test fisici per determinare quanto sarebbero stati efficaci sotto carico nel mondo reale.

"Alcune delle strutture si sono davvero distinte, " aggiunge Montazerian. "I migliori design erano fino a 10 volte più resistenti degli altri e poiché hanno proprietà molto più simili all'osso naturale, hanno meno probabilità di causare problemi a lungo termine".

Montazerian e i suoi collaboratori stanno già lavorando alla prossima generazione di design che utilizzeranno un mix di due o più strutture.

"Speriamo di produrre innesti ossei che saranno ultra-porosi, dove l'osso e il tessuto connettivo si incontrano e sono extra forti nei punti più sollecitati. L'obiettivo finale è produrre un sostituto che imiti quasi perfettamente l'osso reale".

Mentre i suoi progetti di innesto osseo sono a buon punto, Montazerian afferma che la tecnologia ha ancora bisogno di alcuni progressi prima di poter essere utilizzata clinicamente. Per esempio, dice che altri ricercatori nel campo stanno iniziando a perfezionare i biomateriali che non saranno rifiutati dal corpo e che possono essere stampati con i dettagli 3D molto fini richiesti dai suoi progetti.

"Questa soluzione ha un potenziale enorme e il prossimo passo sarà testare come si comportano i nostri progetti in sistemi biologici reali, " dice. "Spero di vedere questo tipo di tecnologia implementata clinicamente per i pazienti reali nel prossimo futuro".

La ricerca di Montazerian è stata recentemente pubblicata su Science Direct's Materiali e design .