Superare le frontiere attraverso l’upcycling: il guscio d’uovo

KeAi Communications Co., Ltd.

immagine: DIAGRAMMA DI FLUSSO DI QUESTA RICERCA: COME CONVERTIRE GLI SCARTI DEI GUSCI D'UOVO IN MATERIALI BIOATTIVI PER LA RIGENERAZIONE OSSEAvedere di più

Credito: QIANLI MA

Gli innesti ossei autologhi e allogenici sono considerati il ​​gold standard quando si tratta di ricostruire le ossa, in gran parte grazie ai loro composti bioattivi e alle cellule osteoblastiche che possono generare nuovo osso in modo efficace. Tuttavia, l’offerta limitata, le complicazioni legate al sito donatore e il rischio di trasmissione di malattie ne hanno scoraggiato l’uso diffuso.

Al contrario, i materiali per xenotrapianto rappresentano un’alternativa fattibile perché sono sicuri da usare e sono disponibili in abbondanza; anche se derivano da tessuti di mammiferi che sono costosi, comportano rischi ambientali e questioni etiche soprattutto nelle regioni svantaggiate. Tuttavia, i materiali per xenotrapianti hanno i loro limiti. La maggior parte dei materiali per xenotrapianti commercializzati sono preparati da tessuti di mammiferi con elevati costi biologici, inquinamento ambientale e potenziali problemi etici, soprattutto nelle aree sottosviluppate.

Pertanto, una priorità assoluta nello sviluppo dei materiali per innesto osseo è ottenere biomateriali sintetici sicuri, modificabili e rispettosi dell’ambiente in grado di sostituire i materiali naturali per innesto: l’esatta motivazione che ha stimolato una nuova scoperta da parte di un team internazionale di ricercatori.

Nello studio, il team ha sviluppato un metodo di dissoluzione-precipitazione per convertire i gusci d’uovo in particelle di fosfato di calcio amorfo (ACP) prive di endotossine e immunocompatibili. "I gusci d'uovo sono una materia prima ideale per sintetizzare materiali per innesti ossei poiché contengono molti componenti di calcio e fosforo", ha affermato il primo autore dello studio, il dottor Qianli Ma Qianli Ma del Dipartimento di Biomateriali dell'Università di Oslo (UiO). Inoltre, nel guscio delle uova si trovano anche alcuni oligoelementi associati alla rigenerazione ossea, come il magnesio e lo stronzio."

Inoltre, il team ha creato un nuovo modello sferoidale 3D per studiare l’attività osteogenica dell’ACP del guscio d’uovo in vitro. Nel modello, è stato osservato che i materiali ACP interagiscono con gli osteoblasti in modo più realistico e si sono rivelati sicuri, compatibili con le cellule ed efficaci nel promuovere la rigenerazione ossea.

"Questa tecnica promette di creare una fornitura illimitata di materiali per innesti ossei bioattivi e sostenibili, riducendo al contempo l'inquinamento ambientale", ha affermato il professor Håvard Jostein Haugen, autore senior e corrispondente, dello stesso dipartimento dell'UiO. "Gli sferoidi osteoblastici costruiti nello studio ha fornito un modello di ricerca sui biomateriali più pratico, che riflette le interazioni tridimensionali tra cellule e biomateriali."

I ricercatori sperano che le loro ultime scoperte, pubblicate sulla rivista KeAi Smart Materials in Medicine, possano ispirare ulteriori lavori sulla conversione dei normali rifiuti alimentari in biomateriali ad alto valore aggiunto. Nel frattempo, il team sta lavorando a un modello in vitro ideale che possa sostituire la ricerca in vivo su modelli animali.

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Contattare l'autore corrispondente: Håvard Jostein Haugen, Dipartimento di Biomateriali, Istituto di Odontoiatria Clinica, Università di Oslo, Norvegia. [email protected]

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Materiali intelligenti in medicina

10.1016/j.smaim.2023.04.001

Studio sperimentale

Celle

Fosfato di calcio amorfo derivato dal guscio d'uovo: sintesi, caratterizzazione e biofunzioni come materiali per innesto osseo nel nuovo modello 3D di sferoidi osteoblastici

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti o relazioni personali che possano sembrare influenzare il lavoro riportato in questo articolo.