Impalcatura tissutale / Tissue scaffold

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Gli scienziati del MIT e dell'Università di Cambridge hanno sviluppato questa struttura tissutale che potrebbe aiutare a riparare ginocchia ed altre articolazioni. La parte superiore, indicata dalla freccia verde, stimola la crescita ossea, mentre la metà inferiore, indicata dalla freccia arancione, stimola la crescita della cartilagine. /  MIT and Cambridge University scientists developed this tissue scaffold that could help repair knees and other joints. The top section, indicated by the green arrow, stimulates bone growth, while the lower half, marked by the orange arrow, stimulates cartilage growth

Una collaborazione tra l'Università di Cambridge e il Massachusetts Institute of Technology ha portato allo sviluppo di un'impalcatura tissutale in grado di stimolare la crescita di ossa e cartilagini quando trapiantata nelle ginocchia ed in altre articolazioni.

Una collaborazione tra l'Università di Cambridge e il Massachusetts Institute of Technology ( MIT ) ha portato allo sviluppo di un'impalcatura tissutale in grado di stimolare la crescita di ossa e cartilagini quando trapiantata nelle ginocchia ed in altre articolazioni.

L'impalcatura potrebbe rappresentare un potenziale trattamento per gli infortuni sportivi ed altri danni alla cartilagine, come l'artrite.

"Se qualcuno avesse una zona danneggiata nella cartilagine, si potrebbe rimuovere la cartilagine e l'osso sottostante ed inserire la nostra impalcatura nel foro", ha affermato Lorna Gibson, professoressa di scienza ed ingegneria dei materiali al MIT e membro del gruppo che ha sviluppato l'impalcatura, in collaborazione con il professor William Bonfield a Cambridge.

La tecnologia delle impalcature è stata concessa in licenza a Orthomimetics, un'azienda britannica fondata da uno dei collaboratori di Gibson, Andrew Lynn dell'Università di Cambridge. L'azienda ha recentemente ricevuto l'autorizzazione per avviare le sperimentazioni cliniche in Europa.

L'impalcatura è composta da due strati: uno che imita l'osso ed uno che imita la cartilagine. Una volta impiantato in un'articolazione, l'impalcatura può stimolare le cellule staminali mesenchimali nel midollo osseo a produrre nuovo osso e cartilagine. La tecnologia è attualmente limitata a piccoli difetti, utilizzando impalcature di circa 8 mm di diametro.

I ricercatori hanno dimostrato l'efficacia dell'impalcatura in uno studio di 16 settimane condotto su capre. In questo studio, l'impalcatura ha stimolato con successo la crescita di ossa e cartilagini dopo essere stato impiantato nelle ginocchia delle capre.

Il progetto è iniziato quando il gruppo ha deciso di costruire un'impalcatura per la crescita ossea. Hanno iniziato con un metodo esistente per produrre un'impalcatura cutanea, composta da collagene (da tendine bovino) e glicosaminoglicano, una lunga catena polisaccaridica. Per imitare la struttura ossea, hanno sviluppato una tecnica per mineralizzare l'impalcatura di collagene aggiungendo fonti di calcio e fosfato.

Una volta fatto questo, il gruppo ha deciso di provare a creare un'impalcatura a due strati per rigenerare sia l'osso che la cartilagine (nota come impalcatura osteocondrale). Il suo metodo produce due strati con una transizione graduale tra lo strato osseo e quello cartilagineo.

"Abbiamo cercato di progettarlo in modo che fosse simile alla transizione nel corpo. Questa è una delle sue caratteristiche uniche", ha detto Gibson.

Attualmente esistono diversi modi per trattare le lesioni della cartilagine, tra cui: stimolare il midollo osseo a rilasciare cellule staminali praticando un foro attraverso la cartilagine fino all'osso; trapiantare la cartilagine e l'osso sottostante da un'altra parte dell'articolazione meno caricata; oppure rimuovere le cellule della cartilagine dal corpo, stimolarne la crescita in laboratorio e reimpiantarle.

Secondo Gibson, l'impalcatura potrebbe rappresentare un sostituto più efficace, meno costoso, più semplice e meno doloroso per tali terapie.

ENGLISH

A collaboration between Cambridge University and the Massachusetts Institute of Technology has led to the development of a tissue scaffold that can stimulate bone and cartilage growth when transplanted into the knees and other joints.

A collaboration between Cambridge University and the Massachusetts Institute of Technology (MIT) has led to the development of a tissue scaffold that can stimulate bone and cartilage growth when transplanted into the knees and other joints.

The scaffold could offer a potential treatment for sports injuries and other cartilage damage, such as arthritis.

'If someone had a damaged region in the cartilage, you could remove the cartilage and the bone below it and put our scaffold in the hole,' said Lorna Gibson, a professor of materials science and engineering at MIT and a member of the team that developed the scaffold, working with Prof William Bonfield at Cambridge.

The scaffold technology has been licensed to Orthomimetics, a British company launched by one of Gibson's collaborators, Andrew Lynn of Cambridge University. The company recently received approval to start clinical trials in Europe.

The scaffold has two layers - one that mimics bone and one that mimics cartilage. When implanted into a joint, the scaffold can stimulate mesenchymal stem cells in the bone marrow to produce new bone and cartilage. The technology is currently limited to small defects, using scaffolds roughly 8mm in diameter.

The researchers demonstrated the scaffold's effectiveness in a 16-week study involving goats. In that study, the scaffold successfully stimulated bone and cartilage growth after being implanted in the goats' knees.

The project began when the team decided to build a scaffold for bone growth. They started with an existing method to produce a skin scaffold, made of collagen (from bovine tendon) and glycosaminoglycan, a long polysaccharide chain. To mimic the structure of bone, they developed a technique to mineralise the collagen scaffold by adding sources of calcium and phosphate.

Once that was done, the team decided to try to create a two-layer scaffold to regenerate both bone and cartilage (known as an osteochondral scaffold). Its method produces two layers with a gradual transition between the bone and cartilage layers.

'We tried to design it so it's similar to the transition in the body. That's one of the unique things about it,' said Gibson.

There are currently a few different ways to treat cartilage injuries, including: stimulating the bone marrow to release stem cells by drilling a hole through the cartilage into the bone; transplanting cartilage and the underlying bone from another, less highly loaded part of the joint; or removing cartilage cells from the body, stimulating them to grow in the laboratory and re-implanting them.

The scaffold could offer a more effective, less expensive, easier and less painful substitute for those therapies, said Gibson.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/tissue-scaffold?