Titanio e leghe di titanio rappresentano il materiale implantare per eccellenza: a fianco dell’implantologia dentale, si ricordi l’uso estensivo nel campo della protesi ortopedica.
Il successo di tale materiale è legato, innanzitutto, alla spiccata biocompatibilità e, in aggiunta, alle proprietà meccaniche e alla resistenza alla corrosione. Esso non garantisce, purtroppo, proprietà antibatteriche e osteogeniche, che sarebbero evidentemente desiderabili al fine di implementare ulteriormente i tassi di sopravvivenza e successo delle terapie riabilitative. In questo ambito, l’effetto antibatterico equivale alla capacità di opporsi alla colonizzazione microbica con formazione di biofilm. Per quanto riguarda il secondo aspetto, una superficie inerte può andare incontro, a fronte di un allestimento chirurgico non corretto, a una integrazione spuria, con deposizione di tessuto fibroso, quindi fallimento.
Il rame è un elemento essenziale nel corpo umano, ha dimostrato anche capacità antimicrobiche: 3 mg di nanoparticelle di Cu in 1.9 mL di terreno Luria-Bertani sono in grado di interferire con la crescita dello Staphylococcus aureus.
Il rame è già stato sperimentato in lega con il titanio (al 5, 10 e 25%), attestando proprietà antibatteriche ma osteointegrazione insufficiente.
A questo problema si è pensato di rispondere agendo sulla superficie implantare: è quanto si proposto di fare anche il gruppo di lavoro cinese dello studio recentemente pubblicato su Journal of Materials Science & Technology.
I ricercatori sono partiti da lega Ti-5Cu, composta al 95% da titanio altamente puro (99.9%) e rame a sua volta altamente puro. I campioni sono sottoposti a trattamento termico alcalino con deposizione di un rivestimento composito di TiO2/CuO/Cu2O. L’obiettivo era, appunto, quello di implementare tanto la risposta alla colonizzazione batterica quanto la conduzione del tessuto osseo. La modifica operata ha agito a livello nanometrico.
In primo luogo, è stato rilevato come il trattamento incrementi due proprietà fondamentali, la ruvidità e l’idrofilia, quindi la bagnabilità.
Per quanto riguarda gli outcome principali, tutti i test – adesione e diffusione delle cellule MC3T3-E1, fosfatasi alcalina, mineralizzazione della matrice extracellulare ed espressione genica correlata all'osteogenesi – hanno dimostrato come il trattamento sia in grado di migliorare, in maniera significativa, l’attività osteogenica, senza intaccare la nota attività antibatterica. Questa è stata ancora parametrata allo sviluppo del batterio gram positivo S. aureus e ha mostrato addirittura un miglioramento rispetto alla lega non trattata.
In conclusione, lo studio presenta tutti i limiti del modello in vitro: i risultati andranno esportati e verifica in vivo. La lega Ti-5Cu e il trattamento termico alcalino di superficie costituiscono, comunque, una promettente opzione nello sviluppo delle superfici bioattive, uno dei trend di maggiore interesse nell’attuale ricerca implantare.
Riferimenti bibliografici
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1005030221005235
