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Scienziati russi raddoppiano l'efficacia degli impianti protesici stampati in 3D

© Sputnik . Wladimir PesnyaLa rivoluzione della protesi? Le ossa create dalla stampante
La rivoluzione della protesi? Le ossa create dalla stampante - Sputnik Italia, 1920, 13.07.2021
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Nei casi presi in considerazione nello studio non è stato osservato un solo caso di rigetto corporeo causato dai nuovi impianti.
I ricercatori dell'Università Politecnica di Tomsk (TPU) sono riusciti a raddoppiare il tasso di recupero delle ossa danneggiate utilizzando impianti stampati in 3D. Nel loro studio, gli autori della ricerca hanno proposto una tecnologia di rivestimento bioattivo per la superficie dell'impianto, che consente anche di risparmiare molto tempo e risorse.

Gli scienziati affermano che il successo della medicina rigenerativa oggi è strettamente legato allo sviluppo di impianti realizzati con biomateriali compositi che imitano i tessuti viventi.
A differenza dei materiali monofase che hanno una struttura omogenea, i compositi sono composti da elementi con proprietà chimiche e meccaniche differenti, che li rendono molto più precisi nel riprodurre le funzioni dei tessuti corporei danneggiati.
La tecnologia più conveniente ed efficiente per la produzione di impianti è la stampa 3D, che realizza prodotti che tengono conto in dettaglio dell'anatomia del paziente. Tuttavia, i metodi per applicare rivestimenti compositi a tali impianti sono solo in una fase iniziale del loro sviluppo.

Lo studio

I ricercatori della TPU, dunque, in un nuovo studio hanno determinato i parametri strutturali ottimali per gli impianti in titanio prodotti utilizzando la stampa 3D e hanno proposto un metodo per migliorarli con un rivestimento bioattivo di fosfato di calcio che fornisce un ripristino accelerato delle ossa danneggiate.

"Il nostro rivestimento è già utilizzato con successo nel rinomato Centro Scientifico Ilizarov per la Traumatologia Restaurativa e l'Ortopedia: più di 400 pazienti di età compresa tra 6 e 50 anni provenienti da Russia, Francia e altri Paesi hanno avuto impianti con il nostro rivestimento. È stato anche utilizzato con successo nella pratica veterinaria. Stando ai risultati della ricerca congiunta effettuata con gli scienziati del centro, finora non è stato osservato un solo caso di rigetto corporeo dei nostri impianti e il tasso di recupero normale della struttura ossea e muscolare grazie al rivestimento è raddoppiato", ha affermato Sergei Tverdokhlebov, professore associato al Centro di Ricerca Weinberg della TPU.

Un approccio innovativo

La novità dello sviluppo del TPU sta nella combinazione di diversi metodi per modificare il materiale. Tale approccio consente di personalizzare gli impianti non solo nella forma, ma anche nelle proprietà fisico-chimiche e biologiche, necessarie nel trattamento di patologie e lesioni complesse.
“In questo lavoro abbiamo combinato diversi metodi: il processo di ossidazione a micro-arco ha formato un rivestimento poroso di fosfato di calcio sulla superficie del titanio, quindi il rivestimento è stato impregnato con un materiale biodegradabile che funge da contenitore per preparati e sostanze bioattive che migliorano il tasso di attecchimento e infine il trattamento al plasma con polverizzazione catodica hanno conferito al materiale proprietà ottimali per la crescita di cellule viventi su di esso”, ha spiegato ancora Tverdokhlebov.
Gli scienziati della TPU hanno anche utilizzato la modellazione al computer per simulare il rilascio di farmaci posizionati sull'impianto. Secondo i ricercatori, questo non solo aiuta a ottimizzare le proprietà del prodotto, ma riduce anche la quantità di costose sperimentazioni, velocizzando l'introduzione sul mercato di nuove tipologie di impianti.
I risultati del loro studio sono stati pubblicati sulla rivista Modern Technologies in Medicine. Gli sviluppi vengono effettuati nell'ambito del programma federale degli obiettivi. Il partner industriale del progetto è OsteoMed-M LLC. In futuro, il team scientifico prevede di sviluppare la tecnologia dei rivestimenti bioattivi per impianti in titanio e polimeri per il trattamento dell'osteoporosi e di altre patologie complesse del tessuto osseo.
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