INGEGNERIZZAZIONE DEL LEGAMENTO CROCIATO ANTERIORE

Le lesioni di legamenti e tendini costituiscono una sfida clinica rilevante. Tra le lesioni più comuni spicca quella del Legamento Crociato Anteriore (LCA), frequente nei soggetti giovani e adolescenti. Attualmente gli interventi chirurgici di ricostruzione prevedono l’impiego di innesti autologhi con l’uso di tendini come il semitendinoso o il rotuleo. Tuttavia, questi approcci presentano problematiche, come dolori residui, rigidità articolare e fallimenti nell’integrazione dell’innesto. Inoltre, la distribuzione alterata dei carichi dopo l’intervento può portare a ulteriori danni articolari nel lungo termine. Per superare le attuali limitazioni dei trattamenti chirurgici, l’ingegneria dei tessuti emerge come una soluzione innovativa nel trattamento delle lesioni ai legamenti. In questo studio, è stato progettato uno scaffold tridimensionale multiscala, che presenta sia la struttura a fasci del legamento che le entesi tibiale e femorale. Il costrutto è stato realizzato tramite biostampa 3D, utilizzando esclusivamente il policaprolattone (PCL), un polimero sintetico biocompatibile e biodegradabile. La biofabbricazione è avvenuta combinando elettrofilatura, per generare un foglietto di fibre micrometriche in grado di replicare le fibre di collagene, e additive manufacturing, per generare fibre estruse, che replicassero la zona di entesi e di osso. La struttura 3D finale è stata ottenuta mediante arrotolamento e fissaggio con filo di sutura. Le dimensioni dello scaffold sono state progettate, per replicare fedelmente le forme anatomiche del LCA (lunghezza=30-40mm; diametro=7-11mm) e al fine di ottenere una struttura microfibrosa, in grado di favorire l’adesione cellulare e la sintesi di matrice extracellulare. La caratterizzazione morfologica mediante microscopia elettronica a scansione ha validato la coesione tra fibre micrometriche (2±03µm) elettrofilate e fibre macrometriche (0.4±0.05mm) estruse, riproducendo l’organizzazione strutturale del collagene legamentoso e dell’entesi. I costrutti sono stati caratterizzati meccanicamente tramite prove a trazione uniassiale fino a rottura. L’andamento delle curve sforzo-deformazione è risultato confrontabile con quello del LCA nativo. I valori di modulo elastico (14.6±1.1MPa), deformazione a rottura (2.3±0.4) e sforzo a rottura (σrott=2.5±0.2MPa) rientrano nello stesso ordine di grandezza di quelli fisiologici, aprendo le porte ad una futura sperimentazione con l’obbiettivo di una validazione biologica.