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FOCUS ON
Deantigenazione con enzimi
per biomateriali più sicuri
La ricerca tecnologica e industriale sta compiendo grandi passi in avanti
nelle tecniche di preparazione dell’osso eterologo per elevarne il grado
di sicurezza e biocompatibilità nei casi di impianto nell’uomo
L’osso autologo resta il materiale di prima scelta nella
chirurgia ricostruttiva dei
difetti ossei grazie alla sua
intrinseca biocompatibilità
ma il suo utilizzo è limitato
dalla necessità di un secondo
intervento per il prelievo e
dal fatto che in alcuni casi la
quantità di materiale disponibile è insufficiente. Per
questi motivi nella pratica
clinica molti chirurghi si
affidano all’osso eterologo,
sulla cui preparazione la
ricerca scientifica e industriale sta facendo importanti passi in avanti.
Oggi un nuovo sistema di
trattamento dell’osso animale, basato sull’utilizzo di
enzimi, consente di ottenere
sostituti d’osso eterologo
per la chirurgia ambulatoriale e ospedaliera caratterizzati da un elevato profilo
di sicurezza. È l’innovativo
sistema di deantigenazione a
base di enzimi (Zymo-Teck)
sviluppato e brevettato dall’azienda italiana Bioteck e
messo a punto nel nuovo
stabilimento produttivo e di
ricerca inaugurato a Riva
presso Chieri (Torino) in
ottobre.
Struttura fisica, componente
minerale e collagenica del
tessuto osseo sono simili in
tutti i mammiferi. Quello
che li differenzia sono le
componenti cellulari, proteiche e lipidiche. Per utilizzare
osso proveniente da animale
per innesti nel corpo umano
è dunque necessario ripulirlo da questi antigeni – attraverso appunto un processo
di deantigenazione – per
non innescare nel paziente
reazioni di tipo immunitario. Rispetto ai sistemi tradizionali, che ricorrono a solventi chimici o ad alte temperature di lavorazione, il
vantaggio dell’utilizzo degli
enzimi è che questi sono
proteine naturali in grado di
eliminare in maniera selettiva le sostanze indesiderate,
mantenendo allo stesso
tempo inalterate le caratteristiche fisiche e morfologiche
(a partire dal collagene nella
sua conformazione nativa)
della materia prima: l’osso
animale.
«Ho sempre stimolato i miei
collaboratori a mettere in
discussione i paradigmi. Non
ho mai lesinato risorse e investimenti per sostenere idee
apparentemente controcorrente. Il risultato è un’azienda
florida e in rapida crescita,
che ha riscritto alcune delle
Il laboratorio biochimico Bioteck è attrezzato per effettuare stringenti controlli di qualità durante tutte le fasi del processo produttivo.
Dai controlli microbiologici, che verificano l’assenza di organismi contaminanti, alla fase di stoccaggio ed etichettatura dei campioni, l’attenzione verso
la qualità e la sicurezza del prodotto è massima e va anche oltre gli obblighi imposti dalla legge
>
regole del trattamento dei
tessuti ossei eterologhi. In
particolare, il nostro processo
di deantigenazione enzimatica rappresenta un unicum a
livello mondiale e ha raggiunto standard elevatissimi
nella purificazione dei tessuti
destinati all’impianto in essere umano» ha dichiarato con
soddisfazione Rino Biasolo,
amministratore unico di
Bioteck, nella conferenza
stampa di inaugurazione del
nuovo centro polifunzionale
di produzione, ricerca e sviluppo alla quale sono intervenute numerose autorità politiche locali e rappresentanti
del mondo associativo dell’industria. Ha preso la parola
anche il professor Lorenzo
Silengo, docente di biologia
molecolare e presidente del
Molecular Biotechnology
Centre dell’Università di
Torino (con cui Bioteck lavora da tempo), esprimendo
tutta la sua soddisfazione per
questa collaborazione tra
università e industria: «compito del nostro centro universitario non è solo quello di
fare formazione ad alto livello ma anche quello di occuparci di trasferimento tecnologico supportando l’impresa. L’applicazione è qualcosa
Bioteck Spa è un’azienda al
100% italiana che dal 1995
si occupa di ricerca e produzione di sostituti ossei eterologhi che trovano applicazione clinica in ortopedia,
neurochirurgia, odontoiatria e chirurgia maxillo-facciale.
L’azienda opera tra la sede
direzionale di Arcugnano
(Vicenza) e il nuovo sito di
produzione, ricerca e sviluppo appena inaugurato a
Riva presso Chieri (Torino),
attrezzato con un laboratorio di processazione tessuti
all’avanguardia che è stato
predisposto anche per accogliere visitatori esterni, a cui
mostrare direttamente le
fasi di lavorazione degli
innesti ossei.
L’azienda, in costante crescita, è ormai una delle realtà
più importanti nel settore
dei biomateriali ed è presente in oltre cinquanta mercati a livello mondiale.
di indispensabile se vogliamo
dare lavoro ai nostri giovani –
ha sottolineato con forza il
ricercatore –. La formazione
deve avere una finalità. Per
questo dobbiamo avere una
classe politica sensibile a questi concetti ma soprattutto
dobbiamo avere una parte
industriale capace di recepire
questa necessità».
Andrea Peren
Zymo-Teck, un processo innovativo
per sostituti d’osso sicuri e clinicamente efficaci
Il vantaggio competitivo dell’azienda Bioteck e dei suoi biomateriali è senza dubbio legato all’innovativo processo di
deantigenazione enzimatica a basse temperature dei tessuti (Zymo-Teck) ideato e brevettato dall’azienda italiana.
Questa processazione non altera i cristalli di apatite del
materiale osseo di origine, mantenendolo riconoscibile al
pari dell’osso naturale da parte degli osteoclasti (vedi
immagine a lato). Le temperature di lavorazione e l’utilizzo
di enzimi estremamente selettivi nel processo di deantigenazione permettono inoltre di preservare il collagene osseo
nella sua conformazione nativa, garantendo così ai sostituti ossei Bioteck una resistenza statica e dinamica inalterata. Non solo: la presenza del collagene favorisce il processo di rigenerazione ossea, in quanto riconosciuto come
substrato nella remineralizzazione dell’innesto e implicato
come cofattore in diverse fasi del processo rigenerativo.
Dal punto di vista pratico gli innesti Bioteck si presentano
dunque come sostituti ossei in grado di ricreare nel sito di
impianto le condizioni naturali più favorevoli per un’efficiente rimodellamento in tempi fisiologici.
Osso equino come scelta di sicurezza
Come spiegano gli esperti di Bioteck, l’utilizzo di sostituti
ossei derivati da mammifero è generalmente considerato
l’alternativa migliore all’impiego di osso umano. La scelta
poi di utilizzare esclusivamente osso equino (proveniente
da capi giovani allevati in recinto e destinati al consumo
umano) ha un preciso fondamento scientifico: ad oggi,
infatti, non sono note malattie da prione trasmissibili tra
questo animale e l’uomo (Direttiva CE 2003/32).
Le fasi del processo
Zymo-Teck è un processo di deantigenazione multi-step
nel quale si procede con successivi livelli di pulizia fino
ad ottenere un prodotto completamente privo di sostan-
> Immagine al microscopio ottico (ingrandimento 200x) di alcuni osteo-
clasti (OCLs) adesi al materiale osseo Bioteck
(da: Perrotti et al. Human osteoclasts on an equine spongy bone substitute. Clin Oral Impl Res
2009; 20, pp. 17–23)
ze potenzialmente immunogeniche (antigeni).
La prima di queste fasi è la rimozione di lipidi, zuccheri e
proteine mediante enzimi specifici in grado di accelerarne la degradazione. È proprio a questo livello che una
corretta gestione degli enzimi permette di preservare
specifici target proteici quali il collagene. Questa proteina infatti non viene attaccata dagli enzimi presenti in
soluzione se non a livello delle sue catene terminali, che
vengono invece rimosse in quanto unica regione potenzialmente antigenica.
Successivi lavaggi in soluzioni ossidanti e antimicrobiche
garantiscono l’eliminazione totale delle componenti cellulari nonché la decontaminazione dei materiali.
Una sterilizzazione finale a raggi beta, molto meno
aggressiva nei confronti della struttura dei materiali
rispetto a quella a raggi gamma, garantisce l’ottenimento di prodotti completamente sterili e dalle inalterate proprietà meccaniche.
Rigorosi controlli di qualità vengono eseguiti presso l’avanzato laboratorio biochimico Bioteck dopo ogni fase del processo. Analisi spettrofotometriche e gas cromatografiche
valutano l’efficace rimozione dei grassi, alle quali si aggiungono analisi mediante HPLC (cromatografia liquida ad alta
prestazione) e fluorimetria per il controllo della rimozione
delle componenti proteiche e cellulari. Continue analisi biologiche vengono svolte presso il laboratorio per verificare
l’assenza di eventuali organismi contaminanti.
