Riparazione dei difetti osteocondrali: impatto della microstruttura e della sospensione di matrice extracellulare sulla proliferazione delle cellule staminali mesenchimali da midollo osseo

La gestione dei difetti osteocondrali rappresenta una delle principali sfide nell’ambito della chirurgia ortopedica e ha promosso lo sviluppo di strategie innovative nel campo dell’ingegneria tissutale. Pertanto, l’obiettivo di questo studio è stato sviluppare e caratterizzare supporti porosi bioattivi a base di alcol polivinilico ossidato (OxPVA), ideati come piattaforme per l’adesione e la proliferazione di cellule HM1-SV40. Questi supporti sono stati valutati in presenza o in assenza di matrice extracellulare decellularizzata derivata da cartilagine articolare umana (dECM), aggiunta per incrementare la bioattività degli scaffold. I supporti sono stati indagati per l'ultrastruttura, la percentuale di porosità, numero, dimensione ed interconnessione dei pori. Sono stati inoltre analizzati i livelli di espressione dei geni coinvolti nella sintesi del collagene e nei processi di differenziamento e rimodellamento cartilagineo nelle cellule HM1-SV40 seminate sui supporti, nonché i livelli di espressione relativa delle proteine SOX9, ACAN e COMP. Attraverso l'impianto sottocutaneo in ratti Sprague-Dawley è stata confermata la biocompatibilità degli scaffold compositi. In parallelo, sono stati allestiti mediante stampa 3D dei supporti in acido polilattico (PLA) con diverse geometrie, volti a mimare la componente ossea. Anche tali supporti sono stati valutati per la loro morfologia e per l’interazione con le cellule HM1-SV40. Rispetto ai supporti in OxPVA, le cellule hanno mostrato una miglior adesione agli scaffold ottenuti utilizzando il 25% di agente porogeno. Inoltre, negli scaffold OxPVA+dECM è stata osservata una distribuzione omogenea della matrice, accompagnata da una riduzione nella dimensione media dei pori rispetto agli scaffold senza matrice. Gli scaffold realizzati il 25% di gelatina e dECM hanno inoltre fornito un microambiente favorevole al differenziamento condrogenico e alla deposizione di matrice cartilaginea. Sebbene siano necessari ulteriori studi per valutare il differenziamento delle cellule staminali, sia gli scaffold in OxPVA sia quelli in PLA hanno dimostrato un potenziale significativo per applicazioni nella rigenerazione osteocondrale.