Un idrogel iniettabile rinforza localmente la densificazione ossea

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Dimostrazione di un idrogel facilmente iniettabile © flowbone/LBO de l’EPF
Dimostrazione di un idrogel facilmente iniettabile © flowbone/LBO de l’EPFL
Gli scienziati dell’EPFL hanno combinato iniezioni di un nuovo idrogel con farmaci per combattere l’osteoporosi sistemica nei ratti, ottenendo un rapido aumento locale della densità ossea.

L’osteoporosi è una malattia in cui l’osso si riassorbe più velocemente di quanto si formi, indebolendo gradualmente la sua struttura nel tempo e portando a fratture. Sebbene la malattia sia ampiamente riconosciuta, Dominique Pioletti, responsabile del Laboratorio di Biomeccanica in Ortopedia della Facoltà di Scienze e Tecniche dell’Ingegneria dell’EPFL, sottolinea che l’impatto economico e sociale delle fratture causate dall’osteoporosi è spesso sottovalutato.

"In assenza di misure preventive efficaci, circa il 40% delle donne di 50 anni e oltre subirà almeno una frattura osteoporotica maggiore. Negli uomini, la percentuale è di circa il 20%", afferma il professore. "Inoltre, spesso le persone non si rendono conto della gravità della malattia. Le persone anziane con una frattura del collo del femore, vicino all’anca, hanno un tasso di mortalità del 20% nell’anno successivo alla frattura, e più della metà delle persone colpite non tornano mai alle loro attività precedenti alla frattura".

Le persone anziane con una frattura del collo del femore, vicino all’anca, hanno un tasso di mortalità del 20% nell’anno successivo alla frattura.



D ominique Pioletti La diagnosi di osteoporosi viene solitamente trattata con farmaci sistemici che agiscono diminuendo il tasso di riassorbimento dell’osso esistente (anticatabolismo) o stimolando la formazione ossea (anabolismo). Tuttavia, entrambi i tipi di trattamento possono richiedere fino a un anno per fare effetto, lasciando i pazienti vulnerabili alle fratture nel frattempo.

Dominique Pioletti e i suoi colleghi dell’EPFL hanno sviluppato un idrogel iniettabile per ottenere un aumento rapido e localizzato della densità ossea. In collaborazione con Vincent Stadelmann della Schulthess Klinik di Zurigo, il team ha presentato un nuovo trattamento che combina queste iniezioni di idrogel con i tradizionali farmaci sistemici. Pubblicati sulla rivista Bone , i risultati mostrano un aumento da quattro a cinque volte della densità ossea nelle zampe dei topi con perdita ossea.

"Stiamo dimostrando per la prima volta che un trattamento che combina un farmaco somministrato per via sistemica e un’iniezione locale del nostro idrogel può aumentare rapidamente la densità ossea e potrebbe quindi essere utilizzato per prevenire le fratture causate dall’osteoporosi", spiega Dominique Pioletti.

Stimolare la formazione ossea per prevenire le fratture

La maggior parte degli attuali trattamenti per l’osteoporosi sono sistemici e i pochi trattamenti locali disponibili sono sotto forma di paste che si induriscono in una sorta di cemento. Al contrario, l’idrogel facilmente iniettabile sviluppato dall’EPFL e da flowbone è composto da nanoparticelle di acido ialuronico e idrossiapatite e progettato per imitare i minerali naturali dell’osso.

I risultati dello studio hanno mostrato che le iniezioni di idrogel da sole hanno aumentato significativamente la densità ossea locale di due o tre volte, indipendentemente dal trattamento sistemico. Tuttavia, l’effetto più significativo è stato osservato nei ratti a cui è stato somministrato un trattamento anabolizzante sistemico (ormone paratiroideo) abbinato all’idrogel mescolato al farmaco anticatabolico zoledronato. Nel sito di iniezione, la densità ossea è aumentata fino a 4,8 volte in sole 2-4 settimane.

"I nostri risultati suggeriscono che gli idrogel iniettabili con somministrazione localizzata di un farmaco anticatabolico possono integrare un trattamento anticatabolico sistemico o un trattamento anabolico sistemico che stimola la formazione ossea, aumentando rapidamente la densità ossea locale", riassume Dominique Pioletti.

Aggiunge che il team della start-up flowbone è ora in attesa dell’approvazione normativa per procedere con uno studio clinico su pazienti umani. "Speriamo che questo studio ci permetta di dimostrare i benefici del nostro idrogel nei casi in cui i pazienti necessitino di una rapida densificazione ossea, ad esempio per sostenere un impianto quando l’osso è debole. Utilizzeremo poi questi dati per sviluppare terapie volte a prevenire le fratture causate dall’osteoporosi".

Riferimenti

Vincent A. Stadelmann, Estelle Gerossier, Ulrike Kettenberger, Dominique P. Pioletti, Combinare trattamenti sistemici e locali dell’osteoporosi: uno studio longitudinale di microCT in vivo in ratti ovariectomizzati, Bone, Volume 192, 2025, 117373, ISSN 8756-3282, https://doi.org/10.1016/j.bone.2024.117373.