Valutazione in vitro di un sostituto dosso multifunzionale a base fosfatica D. Bollati, M. Morra, C....
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Valutazione in vitro di un sostituto d’osso multifunzionale
a base fosfatica D. Bollati, M. Morra, C. Cassinelli, G. Cascardo
Nobil Bio Ricerche, Via Valcastellana 26, 14037 Portacomaro (AT) Italia
Conflitto di interessi
Nobil Bio Ricerche trae profitto dallo sviluppo di nuovi processi di modifica superficiale dei dispositivi medici
Introduzione: i sostituti d’osso
La loro origine può essere umana, animale o sintetica;
un sostituto d’osso sintetico dovrebbe essere biocompatibile, osteoconduttivo, possibilmente anche osteogenico ed osteoinduttivo;
spesso utilizzati in presenza di infezioni delivery di antibiotici nel sito implantare
Polveri o scaffolds usati per riempire le cavità ossee in applicazioni quali:
- maxillofacciale
- dentale
- chirurgia protesica
- chirurgia spinale
Obiettivo dello studio
Sviluppo di un processo di modifica superficiale di un sostituto d’osso sintetico a base fosfatica:
Prevenzione colonizzazione batterica
Induzione crescita di osso all’interfaccia
Sostituto d’osso sintetico “multifunzionale”
- cofibrillazione collagene - vancomicina;collagene
Materiali e metodi
- βTCP 75% - HAP 25% Simbolo Formula Ca/P
HAP Ca10(PO4)6(OH)2 1,67
TCP Ca3(PO4)2 1,5
- dimensioni granuli: 300 μm/ 1 mm
Modifica superficiale “CVHA”:
- crosslink ( per evitare attacco collagenasi-ialuronidasi )
~ 200 nm
vancomicina
Granuli
βTCP 75% - HAP 25%
- legame acido ialuronico in presenza di vancomicina;ac. ialuronico
Risultati: effetto anti-batterico
0
20
40
60
80
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550
ore rilascio
ug v
anco
mic
ina/
100
mg
Profilo di rilascioInibizione crescita batterica
ctrl “CVHA”
Risultati: valutazione effetto biologico
“Osteoimmunology: crosstalk between the immune and bone system”
T. Nakashima, H. Takayanagi ; J Clin Immunol (2009) 29:555–567
la formazione di osso dipende dal bilanciamento tra l’azione degli osteoblasti e degli osteoclasti
il differenziamento osteoclastico è stimolato dalle citochine prodotte dalle cellule infiammatorie e da molecole segnale specifiche prodotte da osteoblasti e fibroblasti
un sostituto d’osso osteogenico dovrebbe favorire la formazione di osso
gli effetti del sostituto d’osso sulle cellule infiammatorie dovrebbero essere valutati
analisi dell’espressione genica di macrofagi e osteoblasti
Risultati: effetto biologico (macrofagi) Espressione genica macrofagi J774A.2
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
MCP-1 IL-1 IL-6 IL-10
fold
exp
ress
ion
24h
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
MCP-1 IL-1 IL-6 IL-10
fold
exp
ress
ion
4h
Ctrl
CVHA
MCP-1, IL-1, IL-6
IL-10
geni “pro-infiammatori”
gene “anti-infiammatorio”
Risultati: effetto biologico (osteoblasti)
Espressione genica osteoblasti SaOs-2
72h
0
0,5
1
1,5
2
2,5
ALP BSP RANKL
fold
exp
ress
ion
24h
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
ALP BSP RANKL
fold
exp
ress
ion
Ctrl
CVHA
ALP, BSP
RANKL
geni “pro-osteogenici”
gene “anti-osteogenico”
osteoblasti
RANKL
ALP, BSP
IL-1, IL-6, MCP-1
IL-10
monociti
Effetto biologico: discussione
osteoclasti
differenziamento La modifica CVHA sembra influenzare in vitro i meccanismi di rimodellamento osseo
Conclusioni
materiale sintetico biodegradabile e osteoconduttivo a base fosfatica
il rilascio di vancomicina è immediato ed efficace per inibire la crescita batterica in vitro
la presenza di acido ialuronico e collagene ha in vitro un effetto anti-infiammatorio sui macrofagi e pro-osteogenico sugli osteoblasti
modifica superficiale con collagene, acido ialuronico e vancomicina (stabile anche dopo sterilizzazione)
la modifica superficiale potrebbe influenzare i meccanismi di segnale coinvolti nel rimodellamento osseo, spostando l’equilibrio verso la generazione di osso, anziché verso il suo riassorbimento
Grazie per l’attenzione