Curcuma e stampa 3D per accelerare la ricrescita ossea

La rigenerazione del tessuto osseo è un argomento di estremo interesse che potrebbe trovare applicazione per parecchi milioni di persone nel mondo affette da malattie ossee e disturbi muscolo-scheletrici. Un’iniziativa finanziata dall’UE ha portato allo sviluppo di nuovi biomateriali utilizzati come “scaffolds”, ovvero idonee “impalcature” che permettono di migliorare la formazione di nuovo tessuto osseo fornendo una migliore ossigenazione e un migliore trasporto del sangue verso i nuovi tessuti supportandone la rigenerazione ed il funzionamento.

Per quanto riguarda la curcuma, è risaputo che questa ha molteplici proprietà benefiche e potenzialità antinfiammatorie, antiossidanti, antidolorifiche e vari studi l’hanno indicata come possibile molecola attiva per la salute del tessuto osseo.

Un nuovo studio condotto da ricercatori  del “Keck Biomedical Materials Research Laboratory” della Scuola di Ingegneria Meccanica e dei Materiali della Washington State University e pubblicato sulla rivista scientifica Materials Today Chemistry e finanziato dal National Institutes of Health statunitense, ha indagato l’efficacia dell’associazione tra questi biomateriali e la curcumina, il principale principio attivo presente nella curcuma, per migliorare la rigenerazione ossea non solo in vitro ma anche in vivo.

I materiali a base di fosfato di calcio sono ampiamente utilizzati da tempo come “scaffold” o rivestimento osseo per impianti metallici di anca e ginocchio grazie alla loro eccellente biocompatibilità, somiglianza di composizione all’osso naturale e bio-resorbibilità controllabile.

“La curcumina, una molecola antiossidante e antinfiammatoria presente nella curcuma” – scrivono gli autori – “migliora l’attività osteoblastica oltre ad avere anche un’attività anti-osteoclastica. Tuttavia, a causa della sua scarsa solubilità e dell’alto metabolismo intestinale da parte del fegato, ha mostrato una limitata efficacia con l’assunzione orale in vari studi preclinici e clinici”.

Per migliorare la sua bio-disponibilità e per fornire una maggiore liberazione locale di curcumina, hanno usato poli (ε-caprolattone) (PCL), polietilenglicole (PEG) e poly-lattide co-glicolide (PLGA) come sistema polimerico per consentire il rilascio continuo di curcumina dalla matrice di idrossiapatite per 22 giorni.

Inoltre, la curcumina è anche stata incorporata in un substrato di plasma spray Ti6Al4V rivestito di idrossiapatite per studiare l’interazione del materiale cellulare in vitro utilizzando cellule umane di osteoblasti fetali (hFOB) per impianti portanti. I test di vitalità cellulare hanno dimostrato la massima vitalità cellulare per quelle dei campioni rivestiti con curcumina-PCL-PEG.

Sono stati preparati scaffold β-TCP macro-porosi stampati per mezzo di specifiche stampanti 3D caricate con la curcumina associata ai polimeri PCL-PEG per valutare gli effetti della curcumina sulla rigenerazione ossea in vivo.

“La presenza di curcumina nello scaffold TCP” – riferiscono gli autori dello studio – “si traduce in una migliore formazione ossea dopo già 6 settimane. La formazione completa di osso mineralizzato è aumentata dal 29,6% al 44,9% per gli scaffold rivestiti di curcumina rispetto al TCP puro. I risultati mostrano che il rilascio locale di curcumina può essere progettato sia per impianti portanti che non portanti con l’ausilio di polimeri e che può essere considerato un eccellente candidato per la guarigione delle ferite e le applicazioni di rigenerazione tissutale nell’ingegneria del tessuto osseo”.

Anche questo studio sembrerebbe essere un ulteriore indicazione dell’efficiacia della curcumina contenuta nella curcuma, per il metabolismo dell’osso.

 

Articolo originale: “Effects of PCL, PEG and PLGA polymers on curcumin release from calcium phosphate matrix for in vitro and in vivo bone regeneration“, MaterialsToday Chemistry, Volume 8, June 2018, Pages 110-120.

 

Altri approfondimenti: