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Ceramiche al biossido di titanio come nuovi biomateriali

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L’ingegneria tissutale rappresenta da alcuni anni uno standard operativo e, ancora di più, una frontiera di ricerca in ambito parodontale e nella biologia dell’osteointegrazione. In questo senso, infatti, si inseriscono le ricerche di nuovi materiali (scaffold), sistemi produttivi e protocolli chirurgici efficaci e ripetibili nel trattamento dei difetti ossei parodontali e perimplantari. Uno dei materiali che recentemente ha fornito valide indicazione in questo senso, anche in presenza di minus ossei critici per forma, dimensione e prospettive di trattamento, è rappresentato dal complesso delle bioceramiche. Alcune proprietà strutturali di tali materiali, in particolare la porosità, risultano fondamentali nella rigenerazione ossea, come attestato da studi in vitro e anche in vivo. Una struttura idonea a sostenere la formazione sia di nuovo tessuto osseo che di fondamentali strutture di supporto, quali ad esempio i vasi, prevede la presenza di pori di grandi dimensioni, comprese fra i 100 e i 300 μm. Va ribadito comunque come il primo requisito fondamentale, prima di poter considerare gli aspetti macro e microstrutturali, rimane la biocompatibilità, in particolare nell’interfaccia con il tessuto osseo.

Ceramiche al biossido di titanio 

Le ceramiche al biossido di titanio TiO2 – materiale presente in effetti a livello della superficie degli impianti endossei – manifesta dati positivi per quanto riguarda la biocompatibilità a contatto con l’osso. Tale materiale può poi essere realizzato con una struttura tridimensionale dotata di geometria porosa. Recenti studi in vitro hanno evidenziato che prodotti di questo tipo sono compatibili con le esigenze di uno scaffold in termini di promozione di adesione, proliferazione e differenziamento di osteoblasti e cellule mesenchimali umane.

Tale materiale garantisce anche proprietà meccaniche buone a fronte di una porosità che raggiunge l’85% del volume. Il prodotto al TiO2 presenta infatti una resistenza alla compressione di circa 2.5 MPa, da raffrontare con i valori dell’osso trabecolato, che vanno dai 2 ai 12 Mpa. Ciò induce una certa cautela riguardante la compatibilità dello scaffold in zone sottoposte a carico elevato. Va tuttavia precisato che le proprietà del materiale dipendono da una serie di variabili e di difetti durante la fase di sinterizzazione. In questo senso sono allo studio processi di ottimizzazione della formula e della struttura cristallina.

In conclusione, è possibile ribadire come il biossido di titanio fornisca già oggi buone indicazioni di laboratorio per quanto riguarda il suo impiego come scaffold. Si attende pertanto la messa a punto di protocolli clinici di ricerca. Sono comunque già disponibili risultati preliminari negli studi effettuati da Verket e colleghi sul modello animale, nel trattamento di deiscenze ossee perimplantari.

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