I ricercatori della University of British Columbia e della McMaster University hanno sviluppato quello che potrebbe essere il materiale per l'impianto osseo del futuro:un arioso, sostanza schiumosa che può essere iniettata nel corpo e fornire impalcature per la crescita di nuovo osso.

È realizzato trattando i nanocristalli derivati ​​dalla cellulosa vegetale in modo che si leghino e formino una spugna resistente ma leggera, tecnicamente parlando, un aerogel, che può comprimersi o espandersi secondo necessità per riempire completamente una cavità ossea.

"La maggior parte degli innesti ossei o degli impianti sono fatti di duro, ceramica fragile che non sempre si adatta alla forma del foro, e quelle lacune possono portare a una scarsa crescita dell'osso e al fallimento dell'impianto, " ha detto l'autore dello studio Daniel Osorio, un dottorato di ricerca studente in ingegneria chimica presso McMaster. "Abbiamo creato questo aerogel di nanocristalli di cellulosa come alternativa più efficace a questi materiali sintetici".

Per la loro ricerca, il team ha lavorato con due gruppi di ratti, con il primo gruppo che riceve gli impianti di aerogel e il secondo gruppo che non ne riceve nessuno. I risultati hanno mostrato che il gruppo con gli impianti ha visto il 33% in più di crescita ossea alla soglia delle tre settimane e il 50% in più di crescita ossea alla soglia delle 12 settimane, rispetto ai controlli.

"Questi risultati mostrano, per la prima volta in un ambiente di laboratorio, che un aerogel di nanocristalli di cellulosa può supportare la nuova crescita ossea, ", ha affermato la coautrice dello studio Emily Cranston, un professore di scienze del legno e ingegneria chimica e biologica che detiene la cattedra di eccellenza del presidente in prodotti biologici forestali presso l'UBC. Ha aggiunto che l'impianto dovrebbe rompersi in componenti non tossici nel corpo quando l'osso inizia a guarire.

L'innovazione può potenzialmente riempire una nicchia nel mercato degli innesti ossei da 2 miliardi di dollari in Nord America, ha affermato la coautrice dello studio Kathryn Grandfield, professore di scienze e ingegneria dei materiali, e ingegneria biomedica presso McMaster che ha supervisionato il lavoro.

"Possiamo vedere questo aerogel essere utilizzato per una serie di applicazioni tra cui impianti dentali e interventi chirurgici di sostituzione spinale e articolare, " disse Grandfield. "E sarà economico perché la materia prima, la nanocellulosa, viene già prodotto in quantità commerciali."

I ricercatori dicono che ci vorrà del tempo prima che l'aerogel esca dal laboratorio e entri in sala operatoria.

"Quest'estate, studieremo i meccanismi tra l'osso e l'impianto che portano alla crescita ossea, " ha detto Grandfield. "Vedremo anche come l'impianto si degrada utilizzando microscopi avanzati. Dopo di che, saranno necessari più test biologici prima che sia pronto per le sperimentazioni cliniche".

"Aerogel di nanocristalli di cellulosa reticolati come scaffold di tessuto osseo vitali" è stato pubblicato la scorsa settimana in Acta Biomaterialia .