D. Bollati, M. Morra, C. Cassinelli, G. Cascardo 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

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

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; spesso utilizzati in presenza di infezioni delivery di antibiotici nel sito implantare

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

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

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

“Osteoimmunology: crosstalk between the immune and bone system” Risultati: valutazione effetto biologico “Osteoimmunology: crosstalk between the immune and bone system” T. Nakashima, H. Takayanagi ; J Clin Immunol (2009) 29:555–567 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

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

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

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

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

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