Scaffold 3D a base di biovetro 45S5: studio in vitro della bioattività su osteoblasti.

I biovetri sono biomateriali ceramici capaci di instaurare un'interazione diretta con i tessuti connettivi, in particolare con l’osseo, stimolandone i processi di riparazione e rigenerazione. Grazie alle loro peculiari proprietà, quali l’elevata biocompatibilità e la marcata bioattività, lo sviluppo dei biovetri rappresenta un importante progresso in ambito medico, aprendo nuove prospettive soprattutto nel campo della medicina rigenerativa. Tra i biovetri, il 45S5 Bioglass , il primo biovetro sviluppato da Larry Hench, ha dimostrato la capacità di favorire la deposizione di idrossiapatite in vivo attraverso il rilascio controllato di ioni bioattivi capaci di stimolare positivamente le cellule ossee, in particolare gli osteoblasti, favorendo la deposizione di matrice mineralizzata. Il 45S5 è stato utilizzato con successo in milioni di pazienti in tutto il mondo, soprattutto per la riparazione di difetti ossei e dentali. Attualmente, la ricerca si sta concentrando sulla progettazione e sull'applicazione di scaffold tridimensionali a base di biovetro, progettati per integrarsi in modo più efficiente con i tessuti circostanti nel sito di impianto. Questi scaffold, oltre a consentire un rilascio ionico più modulato, permettono di realizzare architetture complesse, migliorando l’integrazione sia dal punto di vista strutturale sia da quello funzionale con il tessuto ospite in vivo. Tuttavia, ad oggi, rimane fondamentale approfondire i meccanismi che regolano tali processi e individuare parametri standardizzati, poiché i dati in letteratura riguardo a composizione e metodi di produzione del biovetro sono incomplete e discordanti. Lo scopo della tesi è stato quello di valutare, in un modello cellulare in vitro, la bioattività di uno scaffold tridimensionale a base di biovetro 45S5 prodotto con il metodo “Direct Ink Writing”. Le cellule Saos-2 sono state esposte all'eluato derivato dallo scaffold 45S5 e sono stati valutati diversi parametri quali la crescita cellulare, il profilo proteomico, il potenziale di membrana mitocondriale e la produzione di specie reattive dell'ossigeno. I risultati ottenuti mostrano che le cellule Saos-2 trattate con eluato 45S5 rispetto alle cellule non trattate mostrano: i) una diminuzione del tasso di crescita cellulare, ii) una variazione nell’espressione di oltre 1000 proteine, iii) un potenziale di membrana mitocondriale sostanzialmente invariato e iv) una diminuzione delle specie reattive dell’ossigeno accompagnata da un aumento dell’espressione di enzimi anti-ossidati. Sebbene siano necessari ulteriori approfondimenti, questi dati preliminari evidenziano la bioattività dello scaffold 45S5, che già a tempi brevi attraverso il rilascio di ioni bioattivi, è in grado di indurre modificazioni significative nel metabolismo cellulare.