Biomateriali sintetici o naturali iniettabili per trattare fratture e altre patologie della colonna vertebrale. E' la nuova tecnica, ancora in fase di sperimentazione, messa a punto dall'Istituto per i materiali compositi e biomimetici (Imcb) del Consiglio nazionale delle ricerche di Napoli in collaborazione con partners nazionali ed europei, nell'ambito del progetto europeo 'Disc regeneration' coordinato dal direttore dell'Imcb-Cnr, Luigi Ambrosio.
''Il disco intervertebrale e' un sistema composito naturale che permette l'articolazione fra vertebre contigue della colonna'', ha illustrato Ambrosio al notiziario del CNR ad Almanacco della Scienza. ''La sua degenerazione, a seguito di un inevitabile processo di invecchiamento di tipo naturale o patologico, rappresenta - ha continuato - una delle principali cause di sofferenza lombare. La rigenerazione del disco intervertebrale e' una delle sfide piu' ambiziose della bioingegneria per la sua complessita', dal momento che coinvolge una serie di tessuti con struttura, proprieta' e funzioni differenti, a partire dal nucleo (tessuto soffice altamente idrofilico con funzione di ammortizzatore), fino all'annulus  (tessuto fibroso con funzione di contenimento) e agli endplates (tessuto più rigido che assicura continuita' all'interfaccia con le vertebre)''.
Nel corso degli ultimi decenni e' stata lanciata sul mercato una grande varieta' di materiali e prodotti per sostenere la crescente richiesta di dispositivi con impiego nella rigenerazione del disco e del tessuto osseo vertebrale adiacente, spesso coinvolto da patologie e fratture, anche in eta' precoce. ''In particolare, rappresenta un approccio interessante ai fini del recupero della mobilita' della colonna vertebrale - ha spiegato il direttore - la sostituzione del solo nucleo con materiali sintetici/naturali nei casi di ernia del disco, senza danneggiare l'annulus e gli endplates''.
Numerosi sono stati in questi anni gli sforzi per realizzare sostituti biocompatibili del nucleo polposo, iniettabili nel corpo mediante tecniche chirurgiche o vie d'accesso anatomiche mini invasive. Ma sebbene capaci di ristabilire lo spazio tra le vertebre e la mobilita', i sistemi proposti non hanno consentito un recupero ottimale della biomeccanica della colonna vertebrale. ''Per ovviare a tali problematiche - ha aggiunto Ambrosio - sono stati presi in considerazione nuovi materiali, come gel iniettabili bioattivi costituiti da collagene e acido ialuronico, rinforzato con microsfere di gelatina, in grado di soddisfare le complesse proprieta' meccaniche del nucleo e capaci di rigenerare di nuovo il tessuto''.
Sono molto frequenti anche le patologie della colonna che riguardano la degenerazione del tessuto osseo delle vertebre direttamente a contatto con il disco. ''Qui la ricerca per i sostituti ossei iniettabili, utili per la rigenerazione dell'osso vertebrale - ha precisato Ambrosio - e' stata orientata verso materiali compositi che combinano polimeri sintetici bio-compatibili a calcio-fosfati bio-attivi, che consentono la realizzazione di sistemi riassorbibili con composizione simile all'osso naturale e proprieta' superiori in termini di prestazioni meccaniche e capacita' di integrarsi con l'osso e rigenerarlo durante la loro degradazione''.
In collaborazione con Fin-ceramica Faenza S.p.A., l'Istituto del Cnr ha sviluppato anche polimeri idrofilici sintetici combinati con i materiali bioceramici. ''Questa miscela - ha spiegato il ricercatore - consente di migliorare le proprieta' reologiche del cemento, conferendo eccellenti capacita' di scorrimento sotto carico e spiccate qualita' di lavorabilita', iniettabilita' e adattabilita' alla complessa geometria delle cavità ossee. Il recente utilizzo di cementi ossei  acrilici, infatti, pur garantendo elevate proprieta' meccaniche e una buona stabilizzazione del tessuto nel sito di impianto, hanno mostrato alcuni limiti soprattutto in relazione a temperature elevate - oltre 70°C - e durante la polimerizzazione del cemento che avviene dopo essere iniettato nella vertebra, con conseguenti danni irreversibili ai tessuti sani circostanti. Al contrario, i gel compositi proposti, a base di fosfati di calcio (CPCs) hanno la capacita' di indurire direttamente in vivo a 37°C, all'interno della cavita' ossea, una volta a contatto con i fluidi biologici, attraverso una reazione di idrolisi''.