Valutazione in vitro di un sostituto d’osso multifunzionale a base fosfatica

1. Valutazione in vitro di un sostituto d’osso multifunzionale a base fosfatica D. Bollati, M. Morra, C. Cassinelli, G. Cascardo Nobil Bio Ricerche, Via Valcastellana 26, 14037 Portacomaro (AT) Italia www.nobilbio.it dbollati@nobilbio.it

2. Conflitto di interessi Nobil Bio Ricerche trae profitto dallo sviluppo di nuovi processi di modifica superficiale dei dispositivi medici

3. spesso utilizzati in presenza di infezioni delivery di antibiotici nel sito implantare Introduzione: i sostituti d’osso Polveri o scaffolds usati per riempire le cavità ossee in applicazioni quali: - maxillofacciale - dentale - chirurgia protesica - chirurgia spinale • La loro origine può essere umana, animale o sintetica; • un sostituto d’osso sintetico dovrebbe essere biocompatibile, osteoconduttivo, possibilmente anche osteogenico ed osteoinduttivo;

4. Prevenzione colonizzazione batterica Induzione crescita di osso all’interfaccia Obiettivo dello studio Sviluppo di un processo di modifica superficiale di un sostituto d’osso sintetico a base fosfatica: Sostituto d’osso sintetico“multifunzionale”

5. - βTCP 75% - HAP 25% Simbolo Formula Ca/P HAP Ca10(PO4)6(OH)2 1,67 - dimensioni granuli: 300 μm/ 1 mm TCP Ca3(PO4)2 1,5 collagene - cofibrillazione collagene - vancomicina; vancomicina - legame acido ialuronico in presenza di vancomicina; ac. ialuronico ~ 200 nm Granuli βTCP 75% - HAP 25% Materiali e metodi Modifica superficiale “CVHA”: - crosslink ( per evitare attacco collagenasi-ialuronidasi )

6. Inibizione crescita batterica Profilo di rilascio ctrl “CVHA” Risultati: effetto anti-batterico

7. “Osteoimmunology: crosstalk between the immune and bone system” T. Nakashima, H. Takayanagi ; J Clin Immunol (2009) 29:555–567 Risultati: valutazione effetto biologico • un sostituto d’osso osteogenico dovrebbe favorire la formazione di osso • la formazione di osso dipende dal bilanciamento tra l’azione degli osteoblasti e degli osteoclasti • il differenziamento osteoclastico è stimolato dalle citochine prodotte dalle cellule infiammatorie e da molecole segnale specifiche prodotte da osteoblasti e fibroblasti • gli effetti del sostituto d’osso sulle cellule infiammatorie dovrebbero essere valutati analisi dell’espressione genica di macrofagi e osteoblasti

8. 24h 4h geni “pro-infiammatori” Ctrl MCP-1, IL-1, IL-6 CVHA gene “anti-infiammatorio” IL-10 Risultati: effetto biologico (macrofagi) Espressione genica macrofagi J774A.2

9. 24h 72h Ctrl geni “pro-osteogenici” ALP, BSP CVHA gene “anti-osteogenico” RANKL Risultati: effetto biologico (osteoblasti) Espressione genica osteoblasti SaOs-2

10. monociti osteoblasti ALP, BSP IL-1, IL-6, MCP-1 IL-10 RANKL differenziamento osteoclasti Effetto biologico: discussione La modifica CVHA sembra influenzare in vitro i meccanismi di rimodellamento osseo

11. Conclusioni • materiale sintetico biodegradabile e osteoconduttivo a base fosfatica • modifica superficiale con collagene, acido ialuronico e vancomicina (stabile anche dopo sterilizzazione) • il rilascio di vancomicina è immediato ed efficace per inibire la crescita batterica in vitro • la presenza di acido ialuronico e collagene ha in vitro un effetto anti-infiammatorio sui macrofagi e pro-osteogenico sugli osteoblasti • la modifica superficiale potrebbe influenzare i meccanismi di segnale coinvolti nel rimodellamento osseo, spostando l’equilibrio verso la generazione di osso, anziché verso il suo riassorbimento

12. Grazie per l’attenzione www.nobilbio.it dbollati@nobilbio.it