STATO DELL'ARTE E CARATTERIZZAZIONE MECCANICA DI SOSTITUTI OSSEI IN SMARTBONE

In recent years there has been a certain trend, worldwide, which suggests a significant increase in the number of patients subject to orthopedic problems. This trend is inevitably destined to become more and more accentuated in the coming years due to the increase in life expectancy and this will make bone system disorders such as osteoporosis or osteomyelitis more and more incidents in the world population. To date, there are already surgical solutions based on the execution of an osteotomy, possibly accompanied by the insertion of temporary or permanent medical implants. Especially the grafting of temporary implants inevitably creates a further problem related to the removal of the same. In this regard, new implants have been developed in terms of philosophy and functioning: bone substitutes. Bone substitutes were the subject of this work: SmartBone®. Specifically, the mechanical properties of this bone substitute were investigated, thanks to compression tests carried out on samples provided by Industrie Biomediche Insubri SA, and, through an in-depth bibliographic search, the results obtained were compared with those in the literature obtained by other work teams. The tests were carried out at the LaBS of the Politecnico di Milano and, specifically, they were static compression tests carried out until the samples failed. At the same time, the aim of this work was to identify the current fields of use of the SmartBone® following the results obtained by other research groups. These various studies were then contextualized through an analysis of the specific characteristics of the bone tissue that vary in the different anatomical sites treated. Characteristics such as porosity, the orientation of the bone trabeculae and above all the density of the bone mineral matrix contribute with a different specific weight to make the properties of the bone tissue different and this also means that the therapeutic solution adopted, the SmartBone® in our case, will have to be modulated and adapted accordingly. In conclusion, based on the observed results, it is possible to state that the SmartBone® certainly represents one of the most encouraging and interesting solutions that the sector can offer regarding the treatment of damage to bone tissue and future studies are expected to support this thesis. However, these will inevitably be accompanied by an improvement in the tools used to define the local properties of the bone tissue. In fact, only by improving our knowledge of bone tissue we’ll be able to create solutions that are more like the problem we are trying to solve.

Negli ultimi anni si è notata una certa tendenza, a livello mondiale, che suggerisce un aumento significativo del numero di pazienti soggetti a problematiche di natura ortopedica. Questa tendenza è destinata inevitabilmente nei prossimi anni a divenire sempre più accentuata a causa dell’aumento della speranza di vita e ciò renderà i disturbi del sistema osseo come l’osteoporosi o l’osteomielite sempre più incidenti nella popolazione mondiale. Ad oggi esistono già delle soluzioni chirurgiche basate sull’esecuzione di un intervento di osteotomia eventualmente affiancato dall’inserzione di impianti medici temporanei o permanenti. Soprattutto l’innesto di impianti temporanei crea inevitabilmente una problematica ulteriore legata all’espianto dello stesso. A tal proposito sono stati sviluppati degli impianti nuovi per filosofia e funzionamento: i sostituti ossei. I sostituti ossei sono stati l’oggetto di questo lavoro, in particolare lo SmartBone®. Di questo sostituto osseo nello specifico si sono andate a indagare quelle che sono le proprietà meccaniche, grazie a delle prove a compressione che sono state compiute su dei campioni che sono stati forniti da Industrie Biomediche Insubri SA, e, tramite un’approfondita ricerca bibliografica, si sono andati a confrontare i risultati ottenuti con quelli presenti in letteratura ottenuti da altre equipe di lavoro. Le prove sono state svolte presso il LaBS del Politecnico di Milano e, nello specifico, si è trattato di prove a compressione statica svolte fino a cedimento dei campioni. Contemporaneamente lo scopo di questo lavoro è stato quello di individuare quelli che sono gli attuali campi di utilizzo dello SmartBone® seguendo i risultati ottenuti da altri gruppi di ricerca. Questi diversi studi sono stati poi contestualizzati attraverso un’analisi delle caratteristiche specifiche del tessuto osseo che variano nei diversi siti anatomici trattati. Caratteristiche come la porosità, l’orientamento delle trabecole ossee e soprattutto la densità della matrice minerale ossea contribuiscono con un peso specifico differente a rendere le proprietà del tessuto osseo diverse e questo fa si che anche la soluzione terapeutica adottata, lo SmartBone® nel nostro caso, dovrà essere modulata e adattata di conseguenza. Concludendo, sulla base dei risultati osservati, è possibile affermare che sicuramente lo SmartBone® rappresenta una delle soluzioni più incoraggianti e interessanti che il settore può offrire in merito al trattamento del danno al tessuto osseo e si attendono studi futuri che supportino questa tesi. A questi però andrà inevitabilmente affiancato un miglioramento su quelli che sono gli strumenti utilizzati per definire le proprietà locali del tessuto osseo. Solo infatti migliorando il nostro grado di conoscenza del tessuto osseo saremo in grado di creare soluzioni più affini al problema che cerchiamo di risolvere.