Induzione del fenotipo osteogenico in cellule staminali mesenchimali umane mediata da apatite multi-drogata contenente ioni Ga, Mg, Sr e Zn

L’elevata incidenza di fratture ossee rappresenta il motivo di una richiesta crescente di metodi innovativi per un loro trattamento efficace. Infatti, sebbene il tessuto osseo abbia una naturale capacità rigenerativa, questa non è sufficiente in caso di difetti estesi. L’ingegneria dei tessuti biologici opera in questo contesto attraverso la produzione di biomateriali: materiali naturali o sintetici che interagiscono con sistemi biologici al fine di supportare, riparare o sostituire tessuti. Utilizzare biomateriali stimolanti che inducano la produzione di concentrazioni ottimali di fattori di crescita nelle cellule prossime alla frattura al fine della guarigione può infatti facilitare il risanamento dell’osso danneggiato. Inoltre la presenza di cellule staminali mesenchimali nei tessuti adulti suggerisce la possibilità di indurne differenziamento verso il fenotipo osteogenico. Biomateriali particolarmente promettenti per questo scopo sono le apatiti sintetiche, in quanto altamente compatibili con la parte minerale dell’osso, costituita prevalentemente da uno specifico tipo di apatite che è l’idrossiapatite. Una strategia presentata in numerosi studi recenti consiste nel “drogare” biomateriali promettenti con ioni dotati di differenti proprietà, in modo da creare loro combinazioni che accelerino la guarigione. In questo elaborato viene illustrato l’effetto ottenuto mediante drogaggio di apatite con ioni gallio, magnesio, stronzio e/o zinco, singolarmente e in sinergia. Nei primi due capitoli verranno fornite conoscenze di base sulle cellule staminali mesenchimali e sul tessuto osseo, descrivendo quindi, nel terzo capitolo, il valore degli ioni nel processo di rigenerazione ossea.