Alcuni ricercatori della Northwestern University di Chicago hanno sviluppato un osso sintetico realizzabile tramite stampa 3D, quasi del tutto privo dei difetti di cui soffrono gli attuali materiali per gli innesti ossei. Come riportato da Science Translational Medicine, il nuovo biomateriale sintetico è già stato utilizzato con successo per riparare la spina dorsale dei ratti e i teschi difettosi di alcune scimmie.
Il nuovo biomateriale è robusto, elastico - anzi, iper-elastico visto che questo è il suo nome - e in grado di aiutare il corpo a rigenerare la struttura ossea producendo nuovo tessuto. Aspetto ancora più importante non si sgretola, a differenza di altri materiali impiegati attualmente, consentendo quindi ai chirurghi di tagliare un pezzo per adattarlo a specifiche esigenze.
Per ottenere questo risultato il team ha utilizzato un tipo di ceramica bioattiva chiamato idrossiapatite, già comunemente utilizzato nei tentativi di rigenerazione ossea, a cui però ha aggiunto un polimero chiamato policaprolattone. La novità riguarda però soprattutto il metodo di stampa: anziché usare la colla a caldo o il laser, i ricercatori hanno utilizzato una combinazione unica di tre solventi, stampando così a temperatura ambiente.
Questo ha consentito di ottenere risultati molto migliori, migliorando la microstruttura del biomateriale. "Non si asciugava immediatamente", ha spiegato Ramille Shah, scienziata di biomateriali presso la Northwestern. "Restava un po' umido, consentendo così a ciascuno strato di aderire perfettamente al precedente". Il tutto è stato realizzato utilizzando una stampante EnvisionTec 3D-Bioplotter System del costo di circa 250.000/300.000 dollari.
I primi esperimenti hanno evidenziato un'ottima integrazione della struttura nel coro degli animali. I vasi sanguigni si sono trasferiti rapidamente all'interno del materiale poroso e i sistemi immunitari degli animali non hanno rifiutato l'impianto. Nel corso del tempo, il materiale dovrebbe biodegradarsi man mano che il corpo genera in maniera naturale nuove cellule di tessuto che vanno a sostituire la struttura del materiale sintetico.
Secondo Adam Jakus, uno dei membri del team, la nuova sostanza potrebbe essere particolarmente vantaggiosa quando impiegata nei bambini, in quanto capace di crescere con loro, a differenza degli impianti tradizionali.
In ogni caso com'è ovvio l'impiego nel corpo umano richiederà ulteriori sperimentazioni e test e il passaggio a una scala di grandezza superiore. Shah spera di riuscire a introdurre il biomateriale stampato nei test clinici umani entro i prossimi cinque anni. La US Food and Drug Administration fino ad ora non ha mai approvato alcuna sostanza stampata tridimensionalmente per l'impiego come materiale osseo rigenerativo, ha aggiunto Jakus, ma il team spera che lo farà col loro osso iperelastico.