Effetto dell'idrogel di nitroglicerina sulla riparazione di difetti ossei critici (Nitro- Bone)

A causa delle loro qualità osteoconduttive, osteoinduttive e osteogeniche, gli innesti ossei autologhi sono il gold standard per aumentare l'osso, (1). Tuttavia, i problemi, la quantità ossea insufficiente e/ o la qualità nella posizione del donatore potrebbero impedirgli di utilizzare. Di conseguenza, sono stati sviluppati una varietà di materiali da innesto osseo, come allotrapianti e/o xenotrapianti, per migliorare lo sviluppo osseo e fornire una matrice osteoconduttiva nel cosiddetto difetto di dimensioni critiche di tessuto duro (CSD) (2).

Il difetto "di dimensioni critiche" è considerato come uno che non guarirebbe spontaneamente nonostante la stabilizzazione chirurgica e richiede un ulteriore intervento chirurgico (3). La gestione dei difetti ossei di dimensioni critiche rimane una grande sfida ortopedica clinica. I difetti ossei di dimensioni critiche sono tecnicamente definiti come quelli che non guariranno spontaneamente durante la vita del paziente. È improbabile che la perdita ossea maggiore di 2 volte il diametro della diafisi ossea lunga provochi unione nonostante i metodi di stabilizzazione appropriati (4).

La nitroglicerina, nota anche come gliceryl trinitrato (GTN), è un farmaco comunemente usato per trattare le condizioni cardiache come l'angina pectoris e l'insufficienza cardiaca cronica. Agisce come un potente vasodilatatore, dilagando il sistema vascolare per migliorare il flusso sanguigno. Si è scoperto che la nitroglicerina ha un effetto positivo sulla formazione ossea. Gli studi indicano che la nitroglicerina quando applicata topica, può aumentare la formazione ossea e ridurre il riassorbimento osseo. Questo effetto si ottiene attraverso la stimolazione della differenziazione e della proliferazione osteoblastica (5).

Il meccanismo d'azione della nitroglicerina nella formazione ossea comporta la sua conversione in ossido nitrico (NO), che svolge un ruolo cruciale nello stimolare la formazione ossea. L'ossido nitrico rilasciato dalla nitroglicerina agisce come una molecola di segnalazione che migliora la differenziazione osteoblastica e la proliferazione delle cellule staminali mesenchimali derivate dal midollo osseo. Questo processo porta ad un aumento della densità minerale ossea, una miglioramento della geometria ossea e una maggiore resistenza ossea (5).

Gli idrogel sono polimeri biocompatibili naturali o sintetici che sono ampiamente utilizzati nell'ingegneria dei tessuti parodontali come materiale di consegna per diversi biologici (6). Gli idrogel sintetici hanno una superiorità nelle proprietà chimiche e meccaniche rispetto agli idrogel naturali (7). L'acido carbopol o poliacrilico (PAA) è uno dei polimeri più usati come idrogel. È un polielettrolita anionico che può essere prontamente polimerizzato e reticolato per formare idrogel con una capacità di gonfiore maggiore del loro peso a secco (8).