Creato un potenziale dispositivo chirurgico standardizzato per il trattamento dei disturbi ossessivi compulsivi che può evitare la sostituzione totale del ginocchio
I difetti osteocondrali possono causare danni alla cartilagine e all’osso sottostante, portando a dolore cronico e perdita della funzione articolare. A seconda dell'entità del danno, le persone devono sottoporsi a un trattamento chirurgico, il più esteso dei quali è la sostituzione totale del ginocchio a cui si sottopongono ogni anno, solo negli Stati Uniti, oltre 800.000 persone.
La Dott.ssa Melissa A. Grunlan (1), professoressa presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica della Texas A&M University, ha ricevuto una sovvenzione dal National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Disease, una suborganizzazione del National Institutes of Health, per sviluppare tappi osteocondrali rigenerativi ricoperti di cartilagine sintetica (cartilage-capped regenerative osteochondral plugs / CC-ROPs) – un potenziale dispositivo chirurgico standardizzato per il trattamento dei disturbi ossessivo compulsivo ed evitare la sostituzione totale del ginocchio.
«Il dolore cronico al ginocchio e la disabilità sono causati dalla perdita di cartilagine e dai disturbi ossessivi compulsivi derivanti dall’artrite, tra cui l’osteoartrosi e l’artrite post-traumatica che causano dolori che limitano il comfort e la mobilità», ha affermato la Grunlan. «Questa sovvenzione ci consentirà di massimizzare il potenziale dei CC-ROP per curare il disturbo ossessivo compulsivo e di raccogliere dati che dimostrino questa efficacia».
Questa tecnologia potrebbe rappresentare un’alternativa agli attuali metodi di trattamento, come l’autotrapianto o la sostituzione totale del ginocchio.
L'autoinnesto richiede che piccoli campioni cilindrici vengano raccolti dalla parte non danneggiata del ginocchio del paziente e trasferiti in fori preforati nell'area del difetto. Tuttavia, questo metodo può essere ostacolato dall'età del paziente (meno efficace se ha più di 40 anni) e dall'entità del difetto.
Se i pazienti non soddisfano i criteri per l’autotrapianto, è probabile che necessitino di una sostituzione totale del ginocchio. Si tratta di un intervento chirurgico esteso in cui le parti dell'articolazione del ginocchio danneggiata vengono sostituite da una protesi artificiale o protesica composta da metallo e plastica. Sebbene la sostituzione totale del ginocchio sia talvolta l'unica opzione per il paziente, l'intervento può portare a complicazioni postoperatorie.
Al contrario, i CC-ROP proposti non sono limitati dall’età o dalla dimensione del difetto, pur offrendo numerosi altri vantaggi. In primo luogo, sono stati progettati per avere la geometria degli autoinnesti cilindrici in modo da poter essere impiantati con strumenti e protocolli chirurgici esistenti. Inoltre, non richiede il pre-caricamento con cellule o fattori di crescita per indurre la guarigione, ma sfrutta invece le caratteristiche uniche della calotta e della base per l'impalcatura. Una volta impiantato, il CC-ROP può fornire un supporto immediato alla funzione articolare, compresa l'articolazione del ginocchio.
«Nel complesso, questo progetto rappresenta un approccio fattibile per la traduzione clinica», ha affermato Grunlan.
Creato nel suo laboratorio, il CC-ROP è costituito da due parti: un cappuccio cartilagineo e una base ossea (o osso). Il cappuccio cartilagineo è un idrogel ultra resistente che imita in modo unico le proprietà meccaniche della cartilagine biologica. La base è costituita da un polimero poroso e bioriassorbibile. Dopo l'impianto, la base viene sostituita da nuovo tessuto osseo e continua ad ancorare il cappuccio cartilagineo. Pertanto, l'impianto cilindrico stimola la formazione di nuovo tessuto osseo e l'integrazione con il tessuto ospite fornendo al contempo la cartilagine sintetica necessaria per la funzione articolare.
Questa sovvenzione consentirà al gruppo di ricerca di massimizzare il potenziale dei CC-ROP per curare il disturbo ossessivo compulsivo ed eseguire le analisi necessarie per garantire che i materiali e i dispositivi siano funzionali e pronti per le applicazioni nella vita reale. Valuteranno anche l’efficacia del dispositivo negli studi preclinici.
Questo studio è uno sforzo di collaborazione tra il dottor Michael Moreno (2), professore associato presso il J. Mike Walker ’66 Department of Mechanical Engineering at Texas A&M, e il Dr. W. Brian Saunders, professore associato presso la Scuola di medicina veterinaria e scienze biomediche del Texas A&M e la Dott.ssa Mariah Hahn, professoressa presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica del Rensselaer Polytechnic Institute.
«Questo sforzo è una delle numerose partnership avviate tra il Dipartimento di Ingegneria Biomedica e la Scuola di Medicina Veterinaria e Scienze Biomediche per sviluppare soluzioni a beneficio sia degli animali che degli esseri umani», hanno affermato il Dott. Mike McShane, capo del dipartimento di ingegneria biomedica, e James J. Cain, Professore II.
Riferimenti:
(2) Michael Moreno
Descrizione foto: Un tappo osteocondrale rigenerativo ricoperto di cartilagine sintetica impiantato in un ginocchio. - Credit: Texas A&M Engineering.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Synthetic Plugs Offer Alternative to Total Knee Replacements