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Paste iniettabili e cementi ossei bioattivi
Responsabili: Simone Sprio, Anna Tampieri
Personale coinvolto: Monica Montesi, Michele Iafisco, Monica Sandri, Massimiliano Dapporto, Marta Tavoni
Formulazioni di calcio-fosfati bioattivi metastabili ionicamente sostituiti, ottenute come paste a viscosità modulabile, in grado di auto-consolidare mediante processi chimici di dissoluzione-riprecipitazione a temperatura corporea generando scaffold porosi a base di idrossiapatite ionicamente sostituita ad elevata bioattività, proprietà antibatteriche e performances meccaniche. Grazie alla composizione e nanostruttura mimanti l’osso naturale, i nuovi impianti presentano maggiore capacità di bio-riassorbimento e proprietà meccaniche conferite anche dalla presenza di polimeri naturali biocompatibili nella formulazione iniettabile.
Questi dispositivi sono indicati per il trattamento di degenerazioni ossee in differenti siti ortopedici dove è previsto l’impianto di scaffold solidi (cioè piatto tibiale, testa del femore), come riempitivi ossei, ausilio per cages in procedure di fusione spinale, vertebroplastica o in chirurgia cranio-maxillofacciale e dentale.
Le paste esibiscono elevata abilità di poter legare e rilasciare lentamente vari tipi di molecole bioattive, in particolare farmaci antinfiammatori, antibiotici e antitumorali. Paste a reologia e cinetica di indurimento controllato sono usate anche come inchiostri per la stampa 3D per l’ottenimento di scaffold ossei a geometria personalizzata.
Come cementi ossei le nuove paste indurenti sono concepite per rimpiazzare dispositivi acrilici iniettabili che, nonostante la loro abilità nel fornire rapida stabilizzazione meccanica, non stimolano la rigenerazione ossea e possono anzi causare effetti secondari anche gravi che suscitano preoccupazioni per il loro utilizzo in clinica, soprattutto in pazienti giovani e fisicamente attivi.
Strumenti e Processi
Attrezzature
- Mulino planetario
- Incubatore
- Forni operanti in aria
- Miscelatori
- Strumentazione per la stampa 3D
Principali collaborazioni
- Finceramica S.p.A., Faenza, Italia
- Università la Cattolica di Roma, Italia
- Istituto Scientifico Romagnolo per lo Studio e la Cura dei Tumori (IRST, Meldola), Italia
- Università di Bologna, Italia
Progetti
Pubblicazioni e Brevetti
- Montesi M, Panseri S, Dapporto M, Tampieri A, Sprio S. (2017) Sr-substituted bone cements direct mesenchymal stem cells, osteoblasts and osteoclast fate, Plos One, 12(2): e0172100. doi: 10.1371/journal.pone.0172100.
- Sprio S, Dapporto M, Montesi M, Panseri S, Lattanzi W, Pola E, Logroscino G, Tampieri A. (2016) Novel osteointegrative Sr-substituted apatitic cements enriched with alginate. Materials 9: 763-780. doi:10.3390/ma9090763
- WO2015193836 (A1): Injectable apatitic cement ionically multi-substituted for regenerative vertebroplasty and kyphoplasty
Inventors: Sprio S, Tampieri A, Sandri M, Panseri S, Logroscino G.
Registration date: 19/06/2014 International publication date: 23/12/2015
Serial: PCT/IB2015/054594
Granted in: EU