Sfruttando le sue proprietà sopra menzionate, l’idrossiapatite, attraverso la tecnologia di produzione additiva della ceramica, ha raggiunto profonde applicazioni in ortopedia, odontoiatria e ingegneria dei tessuti, affrontando i principali punti dolenti dei materiali tradizionali.
1. Ortopedia: "Impalcature personalizzate" per la riparazione personalizzata dei difetti ossei
I materiali tradizionali per la riparazione ossea sono per lo più prodotti standardizzati, il che rende difficile l'adattamento alle complesse morfologie dei difetti ossei dei pazienti (come fratture comminute o difetti irregolari dopo la resezione del tumore osseo). Tuttavia, attraverso la stampa 3D in ceramica fotopolimerizzata, la morfologia del difetto osseo può essere replicata 1:1 sulla base dei dati della scansione TC del paziente per preparare scaffold personalizzati in idrossiapatite. In un caso di riparazione di un difetto tibiale che abbiamo completato per un ospedale di alto livello,-l'impalcatura in idrossiapatite stampata in 3D-ha raggiunto un adattamento del 98% al sito del difetto. Sei mesi dopo l'-intervento chirurgico, il paziente era in grado di camminare normalmente e i raggi X-hanno mostrato che l'impalcatura si era completamente fusa con l'osso esistente.
Inoltre, l'idrossiapatite può essere utilizzata per produrre dispositivi di fissazione interna come vertebre artificiali e viti ossee, combinando le funzioni di fissazione e di guida dell'osso-.
2. Settore dentale: un "substrato bionico" per impianti dentali e restauri
Negli impianti dentali, l'idrossiapatite può essere utilizzata come rivestimento superficiale (spessore 5-10 μm) per migliorare la forza di legame tra l'impianto e l'osso alveolare. La sua bioattività accelera la fusione interfacciale dell'osso alveolare e dell'impianto, accorciando il periodo di guarigione (dai tradizionali 3-6 mesi a 1-2 mesi). Allo stesso tempo, gli abutment implantari in idrossiapatite stampati in 3D possono adattarsi perfettamente alla morfologia della corona del paziente, evitando il problema del “disagio occlusale” associato agli abutment tradizionali. Gli impianti rivestiti di idrossiapatite che abbiamo sviluppato per un team di ricerca dentale, dopo i test clinici, hanno raggiunto una stabilità iniziale dell'impianto (valore ISQ) superiore a 75, significativamente superiore rispetto agli impianti non rivestiti (valore ISQ circa 60).
3. Ingegneria dei tessuti: una piattaforma funzionale per trasportatori di cellule e rilascio prolungato di farmaci
La struttura porosa dell'idrossiapatite non solo guida la rigenerazione ossea, ma funge anche da trasportatore cellulare (ad esempio, caricando cellule staminali mesenchimali) o da trasportatore a rilascio prolungato-di farmaci (ad esempio caricando la proteina morfogenetica ossea BMP-2), ottenendo una duplice funzione di "riparazione + trattamento". Nel nostro progetto di collaborazione con un’azienda di bioingegneria, gli scaffold di idrossiapatite stampati in 3D caricati con BMP-2 hanno raggiunto un ciclo di rilascio del farmaco fino a 21 giorni con un tasso di rilascio stabile (deviazione del rilascio giornaliero inferiore o uguale al 10%), promuovendo continuamente la proliferazione delle cellule ossee.
4. Medicina Estetica: un materiale naturale per la riparazione e il riempimento della pelle
Le microsfere di idrossiapatite (dimensione delle particelle 50-200μm) possono essere utilizzate per il riempimento dermico per migliorare rughe, cicatrici da acne e altri problemi-hanno una buona biocompatibilità, non causano reazioni da corpo estraneo e possono stimolare la rigenerazione del collagene, ottenendo un effetto di "riempimento duraturo + riparazione della pelle". 3La tecnologia di stampa D può essere utilizzata anche per preparare microcarrier porosi di idrossiapatite da utilizzare come impalcature nel tessuto cutaneo ingegneria, fornendo supporto per la rigenerazione della pelle nei pazienti con ustioni e traumi.
