I ricercatori dell'UCF creano impianti bioriassorbibili per una migliore guarigione delle ossa

Jul 12, 2023

Quando i bambini si rompono un osso, il processo tradizionale di inserimento di impianti metallici, per poi rimuoverli una volta guarito l’osso, può essere difficile, stressante e persino dannoso per i loro corpi ancora in crescita. L’ingegnere biomedico dell’UCF Mehdi Razavi ritiene che esista un modo migliore per curare i danni alle ossa.

Utilizzando compositi di magnesio bioassorbibili, il team di Razavi sta sviluppando viti, perni, aste e altri impianti medici che si dissolvono all'interno del corpo, eliminando la necessità di rimuoverli.

"I tradizionali impianti ossei in titanio funzionano bene e sono in circolazione da molto tempo, ma è necessaria una seconda procedura per rimuoverli, il che può portare problemi psicologici", afferma. Anche l'inserimento di impianti resistenti, come il titanio, può effettivamente inibire la crescita ossea, dice, perché il peso del corpo viene trasferito sul metallo, non sull'osso, durante il recupero.

"Tuttavia, il magnesio ha proprietà meccaniche molto simili a quelle ossee, esiste già nel corpo e favorisce la formazione ossea, rendendolo un'opzione ideale", afferma.

Zach Stinson di Nemours Children's Health, un chirurgo ortopedico e medico sportivo pediatrico che ha contribuito alla ricerca, afferma di essere d'accordo. Secondo lui gli impianti biodegradabili potrebbero alleviare lo stress e gli oneri finanziari delle famiglie, sottolineando che un bambino su tre si rompe un osso ad un certo punto durante l’infanzia.

"Ogni volta che devo riparare l'osso rotto di un bambino, la domanda automatica quasi ogni volta da parte dei genitori è: 'Rimarrà lì per sempre?' Psicologicamente è un grosso problema", dice. "Se si dispone di un metallo impiantabile che viene assorbito naturalmente e non deve essere rimosso durante un secondo intervento chirurgico, ciò presenta enormi vantaggi in termini di eliminazione dello stress di ulteriori interventi chirurgici sui pazienti e di contenimento dei costi sanitari."

Razavi afferma che il suo composito di magnesio è anche infuso con nanoparticelle che vengono assorbite nel tessuto mentre l'impianto si dissolve. Le nanoparticelle aiutano a rigenerare nuovo osso, rendendo il processo di guarigione più rapido.

"Quello che facciamo si chiama medicina rigenerativa, dove costruiamo materiali bioattivi in ​​grado di riparare i tessuti." lui dice. "La mia ricerca è sempre incentrata sull'unione dei progressi nella scienza dei materiali e nella medicina. Questa ricerca si concentra sul tessuto osseo che è andato perduto a causa di fratture ossee, rimozione di tumori e osteoporosi."

Il magnesio, dice, è un materiale ideale per la salute e la guarigione delle ossa. È resistente come il metallo, ma più flessibile della ceramica e, poiché è un composto già presente nel corpo, ci sono meno possibilità di rigetto. Poiché le piastre e le viti di magnesio si dissolvono nell'arco di tre-sei mesi dopo l'intervento chirurgico, i sistemi dei pazienti possono filtrare in modo sicuro il prodotto naturale fuori dal corpo. Il team ha utilizzato con successo gli impianti in modelli di ratti: il primo passo per ottenere l’approvazione dei dispositivi per i test sugli esseri umani.

Alison Grise, studentessa di medicina del secondo anno della UCF, fa parte del team di Razavi e considera il suo lavoro un'importante opportunità per crescere e far parte di qualcosa che potrebbe aiutare i pazienti per anni.

"È davvero entusiasmante lavorare su una ricerca che possa eventualmente migliorare il modo in cui trattiamo i pazienti, soprattutto essere coinvolti nelle fasi iniziali. Anche il fatto che mi aiuti a sviluppare competenze chirurgiche, cliniche e di ricerca è importante per me, " lei disse.

Il team sta anche esaminando come il composito di magnesio potrebbe essere sviluppato per applicazioni che vanno oltre la medicina e ha ricevuto finanziamenti dalla National Science Foundation degli Stati Uniti per migliorare le proprietà del materiale e creare possibili applicazioni per l'industria aerospaziale, automobilistica e sportiva.