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   Responsabile: Pietro Bartolini
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Cellule staminale e nuovi approcci biofarmacologici per ottimizzare la risposta tissutale delle tecniche implantari

Cellule staminale e nuovi approcci biofarmacologici per ottimizzare la risposta tissutale delle tecniche implantari (Ce.Sta. x O.T.I)

Negli ultimi tempi si è resa evidente la necessità di dare maggiore impulso agli interventi di implantologia dentale, sviluppando sistemi più idonei e metodiche nuove per l'inserimento degli impianti dentali al fine del successo dell’osteointegrazione, e che consentano il ripristino dell'attività masticatoria in tempi relativamente brevi, anche in situazioni di carenza ossea per malattie croniche o in situazioni acute reversibili come quelle da traumi gravi. In moltissimi casi, l’utilizzo degli impianti e delle metodiche per la rigenerazione ossea si è dimostrato l'unico strumento in grado di consentire un esito positivo in situazioni gravi come quella dell’edentulia totale.
Gli impianti dentali sono attualmente costituiti da una vasta classe di tipologie, che differiscono fra loro per molti aspetti: per le caratteristiche dimensionali, per la conformazione superficiale, per il rivestimento o il trattamento superficiale e per il collegamento tra la parte impiantabile e la sovrastruttura (fixture-abutment).
Per l’ottenimento di un successo a lunga durata è importante seguire strategie adeguate in funzione della patologia da trattare; tuttavia ciò non garantisce un risultato ottimo in mancanza di un quadro di informazioni biomeccaniche funzionali, sia in vitro che in vivo.
Un aspetto critico è la scelta dei materiali che devono soddisfare contemporaneamente a più requisiti: essi devono garantire adeguate prestazioni meccaniche, risultare biocompatibili ed essere anche in grado di stimolare la ricrescita ossea; ad esempio, deve essere ridotta al massimo la mobilizzazione dell’impianto dovuta a proliferazione batterica e a produzione di liquido che ingloba l’impianto impedendone l’osteointegrazione.
In questo progetto, per favorire la neoformazione ossea saranno utilizzati materiali stimolanti l’osteogenesi e cellule staminali, con cui verrà trattato il sito prima dell'impianto.
La complessità del problema dell’interazione fra impianto e osso richiede la conoscenza di variabili che generalmente non sono sufficientemente indagate e prese in considerazione. Si rende così necessaria l'individuazione delle grandezze essenziali da misurare e la loro valutazione anche indiretta con l’ausilio della modellistica del sistema osso-impianto. Inoltre sarà necessario realizzare sia modelli sperimentali su animali, sia la strumentazione ad hoc per la simulazione del carico masticatorio e per la valutazione biomeccanica delle prestazioni dei campioni e del sistema osso-impianto caricato a diversi intervalli di tempo ed eventualmente precocemente.
La ricerca proposta prevede così l’implicazione di diverse competenze con una integrazione di queste rivolta principalmente al supporto della sperimentazione su animale e su uomo. Le collaborazioni previste porteranno alla definizione delle variabili e delle procedure al fine di mettere a punto una serie di prove e di metodiche, per la valutazione del recupero funzionale, ottenibile tramite impianti inseriti sia con materiali osteogenici sia con cellule staminali, e caricati a intervalli di guarigione diversi e precocemente al fine di una più veloce ed economica riabilitazione orale.
I risultati di questa ricerca saranno utilizzati per predisporre protocolli standardizzati per la valutazione degli impianti dentali e della loro osteointegrazione anche in situazioni di carico precoce e con l’intervento delle cellule staminali.
Questo fine può essere raggiunto grazie allo studio dei parametri biomeccanici descrittivi del recupero funzionale orale.
Scopo del progetto è l’analisi comparativa delle diverse tipologie di impianto (trattamenti superficiali) e di trattamenti (materiali osteogenici, cellule staminali) e la loro validazione oggettiva attraverso la valutazione della biocompatibilità, in vitro, mediante l’uso di colture cellulari, sia analizzando l’indice di proliferazione cellulare sia l’espressione di molecole coinvolte nei processi differenziativi di guarigione e nelle complesse interazioni cellula-matrice extracellulare.
L’obiettivo finale della ricerca proposta è assicurare la riabilitazione estetica e funzionale del soggetto edentulo totale o parziale in condizioni recuperabili attualmente solo con impiego di protesi rimovibili e con tempi di attesa tra impianto e carico protesico spesso invalidanti. L’obiettivo è relativo all’ottenimento della riabilitazione orale tramite impianti effettuati in condizioni ossee scadenti come quelle riscontrabili in soggetti anziani, con pregressi traumi, o con disturbi del metabolismo osseo, in tempi più rapidi riducendo la probabilità di insuccessi dell’osteointegrazione.
Il modello sperimentale, prevede l’impiego di animali, trattati secondo le normative europee per la sperimentazione su animale, in cui saranno allestiti sia i siti di impianto in presenza delle sostanze da testare che i siti di controllo. In particolare nel femore dell’animale verrano inseriti impianti endoossei dopo trattamento locale sia con sostanze osteogenetiche sia con cellule staminali. La produzione di queste per l’applicazione nell’ambito del progetto, prevederà l’uso di colture di osteoblasti, fibroblasti e cellule staminali indotte al differenziamento in osteoblasti su materiali biocompatibili potenzialmente impiegabili per impianti e/o protesi in odontoiatria.
Metodologie di biologia molecolare, biochimica, biomeccanica e microscopia elettronica saranno impiegate per evidenziare l’espressione di geni indotti ed il ruolo che i prodotti genici generati dai diversi trattamenti rivestono nel processo di integrazione tessuto-materiale biocompatibile. La valutazione dei loro effetti sulla morfologia ed ultrastruttura dell’impianto nel tessuto in esame sarà condotta mediante l’uso di microscopia elettronica, confocale e scansione.
La ricerca in oggetto si propone di effettuare uno studio approfondito sui materiali osteogenici attualmente più utilizzati e sull’applicazione delle cellule staminali come mezzi di stimolazione e accelerazione della rigenerazione ossea nella implantologia dentale.
L'interesse scientifico del progetto si evince anche dagli obiettivi del Piano Sanitario Nazionale, che si fanno carico di portare l’Italia a livello degli altri paesi europei in grado di fornire riabilitazioni orali protesiche anche con impianti endoossei.
In tale ottica, risulta evidente l’importanza dello studio e dell’applicazione delle cellule staminali anche in questo campo, che probabilmente con il tempo contribuiranno a ridurre l’impegno economico da sopportare, abbassando la percentuale di insuccessi legata alla mancata osteointegrazione di impianti.

Responsabile Scientifico del Progetto: dott.ssa Bedini Rossella

Tale studio, supportato e condotto insieme all’Unità Operativa (UO) del prof. Citro Gennaro, Istituto Regina Elena, I.F.O., e-mail: Citro Gennaro,
all’UO della dott.ssa Bedini Rossella, Istituto Superiore di Sanità, e-mail: Rossella Bedini
e alla UO del prof. Quaranta Manlio, Istituto di Clinica Odontoiatrica-Facoltà di Medicina e Chirurgia " Università di Roma - La Sapienza, email: Quaranta Manlio
è stato proposto e sono state fatte richieste di finanziamento in vari ambiti di progetti ministeriali e fondazioni private.

Pubblicato il 08-10-2006 in Progetti , aggiornato al 14-01-2013

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