Realizzazione in vitro di un composito osteocondrale mediante tecniche di ingegneria dei tessuti per la riparazione delle lesioni della cartilagine articolare
Progetto La realizzazione in vitro di un modello osteocondrale può rappresentare un possibile strumento per la riparazione delle lesioni della cartilagine articolare.
Lo scopo della presente ricerca sarà quello di realizzare un composito osteocondrale in laboratorio e di testarne le caratteristiche biomeccaniche, biochimiche e morfologiche nell¿ottica di valutare le potenzialità riparative di tale composito nei confronti di lesioni a tutto spessore della cartilagine articolare.
Condrociti articolari saranno isolati da frammenti di cartilagine ottenuta da giovani maiali e posti in coltura fino a confluenza. Le cellule saranno poi contate e risospese in colla di fibrina. Nella soluzione, durante la polimerizzazione, verrà immerso un cilindro di calcio trifosfato (CTP), avente funzione di componente ossea del nostro composito osteocondrale. Questo permetterà la formazione di un composito costituito da tre componenti: una di colla di fibrina e cellule; una componente di colla di fibrina cellulata penetrante le trabecole di CTP, ed una componente di solo CTP. Quest¿ultima sarà destinata alla integrazione con il tessuto osseo dell¿ospite. Identici campioni osteocondrali verranno lasciati in coltura per 3 o 5 settimane, in modo da permettere la maturazione della componente cartilaginea del composito. I metodi di coltura potranno inoltre essere perfezionati utilizzando diversi fattori di crescita per il tessuto cartilagineo (TGF-beta, IGF-I, PDGF, etc.).
Al termine delle colture in vitro, i campioni saranno prelevati e fotografati. Alcuni saranno poi analizzati a fresco mediante microscopio confocale.
Altri campioni verranno fissati in formalina per l¿analisi istologica ed immunoistochimica. In particolare, verrà valutata la capacità del neotessuto di produrre glicosaminoglicani (GAG) mediante la clorazione con safranina-o e collageno di tipo II (tipico del tessuto cartilagineo) o di tipo I (tipico invece del tessuto fibroso) mediante analisi immunoistochimica.
Altri campioni saranno invece sottoposti alle prove biomeccaniche per il calcolo del modulo di Young e della permeabilità del neotessuto. Verranno inoltre effettuati dei test in distrazione per valutare e misurare la forza di adesione tra il neotessuto cartilagineo e la componente ossea del composito.
Infine, alcune componenti neocartilaginee dei compositi osteocondrali verranno trattate per l¿analisi biochimica, in particolare per la valutazione di acqua, DNA, GAG ed idrossiprolina.
I risultati attesi hanno come obiettivo quello di permettere una caratterizzazione macroscopica, istologica, immunoistochimica, biomeccanica e biochimica di un composito osteocondrale, come potenziale strumento per la riparazione delle lesioni osteocondrali della cartilagine articolare.
Ci permetteranno inoltre di constatare il tempo ottimale di coltura del cilindro osteocondrale prima del suo impianto in vivo in lesioni cartilaginee in animali di media e piccola taglia, da effettuare in successive sperimentazioni.