15. Ottobre 2020

Affidabile: la sicurezza dei biomateriali ai tempi di COVID-19

La sicurezza dei biomateriali, in particolare dei materiali allogenici e xenogenici, è sempre stata un tema importante. Al giorno d’oggi, alcuni medici e pazienti sono più ansiosi e sempre più interessati alla sicurezza dei materiali. Questo è un saggio sulla sicurezza dei biomateriali durante il periodo della corona, anche alla luce del nuovo Regolamento sui dispositivi medici (MDR).

Informazioni per i pazienti ai tempi di COVID-19

Il ruolo dell’informazione al paziente non è cambiato in questi tempi difficili, ma i requisiti della comunicazione al paziente prima dell’intervento sono aumentati. Molti pazienti sono turbati dai media e temono il rischio di infezione. Questo può indurre le persone a rimandare trattamenti apparentemente non necessari per evitare di andare dal medico o dal dentista, il che può portare a conseguenze devastanti per la loro salute.

I medici e i dentisti che attualmente prosperano hanno capito come conquistare la fiducia dei pazienti. Hanno adattato le procedure del loro studio e i concetti di igiene in modo che i pazienti si sentano sicuri già prima dell’intervento chirurgico. I fornitori di servizi odontoiatrici devono implementare iniziative per sostenere le pratiche in questi momenti difficili. Attraverso un’accurata educazione del paziente, i medici dovrebbero continuare a discutere l’origine e i possibili rischi dei prodotti animali, sintetici o di derivazione umana, come si faceva prima.

Cambiamenti nell’analisi del rischio per i biomateriali in vista della nuova MDR e della COVID-19

Per i preparati di tessuto allogenici, ad esempio maxgraft®, non cambierà nulla dopo l’entrata in vigore della MDR: i preparati di tessuto, a differenza dei derivati, rimarranno nell’ambito della Direttiva 2004/23/CE, che regolamenta la donazione, l’approvvigionamento e il controllo dei tessuti umani in tutta Europa. In Germania, ad esempio, ciò significa che i prodotti di tessuto umano ricavati da tendini, cartilagine, ossa e pelle continueranno a richiedere un livello di approvazione farmaceutica e non rientreranno nella Legge sui dispositivi medici. In altri Paesi, ad esempio nel Regno Unito, questi preparati di tessuto continueranno ad essere regolamentati come tessuti umani e non come dispositivi medici. Una dichiarazione completa su questo tema, con le relative fonti, può essere richiesta a botiss.

Un cambiamento importante con l’introduzione dell’MDR sarà una sorveglianza clinica post-market più rigorosa dei dispositivi medici, oltre a requisiti più severi per la fornitura di prove cliniche dei dispositivi medici di Classe III. Ciò significa che i poteri degli Organismi Notificati aumenteranno e che in futuro ci saranno più audit non annunciati, test casuali e test sui prodotti. Ci saranno anche requisiti ancora più severi per la sicurezza e le prestazioni dei prodotti. Di conseguenza, i produttori saranno sempre più obbligati a documentare i dati clinici.

Per quanto riguarda i prodotti consolidati, non cambierà quasi nulla:

  • i prodotti sono presenti sul mercato da molto tempo
  • sono disponibili dati clinici sufficienti sotto forma di studi/pubblicazioni
  • è stato messo in atto un buon sistema di sorveglianza post-vendita

botiss è quindi ben posizionato per soddisfare i maggiori requisiti, anche dopo l’introduzione dell’MDR.

Tutti i materiali impiantabili di origine animale e i materiali che si degradano in misura considerevole nell’organismo, come i materiali sintetici per l’innesto osseo e le membrane di collagene, erano già classificati come dispositivi medici di Classe III ai sensi della precedente Direttiva sui dispositivi medici. Ciò significa che questi prodotti erano già sottoposti a requisiti normativi e standard di sicurezza molto elevati. Ad esempio, tutti i prodotti provenienti da un animale devono essere monitorati annualmente per verificare la presenza di zoonosi. Il monitoraggio deve tenere conto delle malattie che possono essere trasmesse dagli animali all’uomo, note o emergenti. Inoltre, il monitoraggio delle zoonosi valuta e accerta le misure adottate per ridurre o eliminare il rischio di trasmissione (ad esempio, le norme igieniche nel reperimento delle materie prime o le fasi specifiche del processo produttivo per inattivare i patogeni). Una trasmissione di potenziali virus SARS-CoV-2 può essere esclusa grazie a queste misure consolidate di inattivazione del virus.

Sia il trattamento ad alta temperatura dei materiali xenogenici (come il cerabone®) che i trattamenti chimici con etanolo e perossido di idrogeno, come quelli eseguiti per gli innesti ossei allogenici e i prodotti a base di collagene di botiss, inattivano efficacemente i virus, compreso il virus SARS-CoV-2 (1). I dettagli del trattamento chimico per la lavorazione dell’allotrapianto sono riportati di seguito.

Preparazione e caratteristiche dei materiali allogenici

Il vantaggio principale degli allotrapianti è la capacità di trasferire dal donatore umano al ricevente un innesto osseo che abbia una composizione e una struttura biologicamente preziosa. Ciò consente di realizzare un vero e proprio rimodellamento, in quanto gli allotrapianti possono essere riassorbiti e sostituiti da osso vitale. Questo è stato dimostrato in modo impressionante dagli esami istologici dopo l’uso dei granuli di osso cancelloso maxgraft® (2).

È prassi comune eseguire un trattamento termico sui materiali da innesto osseo xenogenici, ma questo approccio non è valido per gli allotrapianti. Il trattamento termico del tessuto umano degraderebbe gli innesti ossei allogenici, riducendo il loro potenziale biologico e riducendo drasticamente il loro tasso di riassorbimento, per dare caratteristiche simili a quelle degli innesti ossei xenogenici, ma con una disponibilità significativamente ridotta e costi notevolmente più elevati. Pertanto, i trattamenti chimici vengono eseguiti per preservare una maggiore quantità di componenti biologicamente importanti dell’allotrapianto.

Gli allotrapianti di botiss contengono tessuto osseo proveniente da osso cancelloso, cortico-cancelloso o corticale. A differenza dei prodotti ottenuti dai cosiddetti derivati dei tessuti umani o animali, in cui le singole sostanze vengono isolate dai tessuti, la struttura e la composizione degli allotrapianti vengono mantenute, ma con la rimozione quasi completa di tutte le sostanze cellulari.

Contrariamente all’errata convinzione che tutti i componenti organici degli allotrapianti debbano essere rimossi dal processo di preparazione, questi componenti sono proprio quelli che dovrebbero essere conservati. Come nell’osso nativo, i componenti organici costituiscono circa il 30 percento della struttura ossea, che è principalmente collagene. In confronto, quasi tutte le membrane di collagene sono composte al 100 percento da componenti organici animali e vengono comunque utilizzate in qualsiasi momento e giustamente senza esitazione. Se il collagene venisse completamente rimosso dai blocchi allogenici, si creerebbe un blocco inorganico puro ma molto fragile, che potrebbe essere difficile da fissare con una vite.

In alternativa, è possibile mescolare un materiale da innesto osseo minerale puro con collagene, ad esempio di origine suina, e produrre un cosiddetto materiale composito. Ci sono alcuni materiali sul mercato che seguono questo approccio. Questi materiali possono effettivamente – rispetto ai prodotti puramente minerali – avere proprietà biologiche migliori grazie al collagene che contengono. Tuttavia, in genere hanno una stabilità meccanica e di riassorbimento inferiore a quella dei blocchi allogenici, il che li rende piuttosto inadatti per l’aumento dei blocchi.

Sicurezza degli allotrapianti

Per garantire la sicurezza dei biomateriali allogenici, la legge prescrive una serie di misure. Questi includono, nel caso della linea di prodotti botiss maxgraft® (processo AlloTec® di C+TBA)

  • La storia medica del donatore
  • test sierologici che utilizzano lo screening degli anticorpi e la PCR (reazione a catena della polimerasi)
  • test microbiologici continui
  • una complessa disinfezione e sgrassatura chimica a umido
  • irradiazione gamma delle unità confezionate

Per quanto riguarda le misure speciali Corona in atto presso le banche dei tessuti, i rischi potenziali associati alla manipolazione di materiali di origine umana sono comunque costantemente monitorati e i processi adattati di conseguenza, se necessario. Le banche dei tessuti sono quindi ben preparate e la pandemia della corona è tutt’altro che critica per quanto riguarda il concetto di sicurezza per la fornitura di prodotti di origine umana.

La lavorazione dei tessuti umani offre la sicurezza necessaria per prevenire la trasmissione dei virus SARS-CoV-2. Il personale della banca dei tessuti partner di botiss, Cells and Tissue Bank Austria (C+TBA), con sede a Krems, in Austria, ha sempre lavorato in condizioni igieniche estremamente elevate, in una camera bianca, durante la manipolazione dei tessuti donati. Per proteggere il personale, non sono necessarie precauzioni specifiche per la corona oltre al livello normale durante la pandemia e oltre.

La C+TBA ha effettuato una corrispondente analisi dei rischi subito dopo la scoperta della SARS-CoV-2. Questa ha dimostrato che le singole fasi del processo chimico stabilito eliminano già efficacemente i potenziali virus della SARS-CoV-2 (3). Il trattamento con perossido di idrogeno al tre per cento ed etanolo in varie concentrazioni penetra in profondità nel tessuto ed è uno standard riconosciuto per la disinfezione dopo una potenziale contaminazione con SARS-CoV-2 (1). I processi sono progettati per inattivare efficacemente un’ampia gamma di potenziali agenti patogeni (funghi, spore, batteri, virus a RNA e DNA – sia avvolti che non avvolti – con diverse resistenze). In questo modo, anche i patogeni appena scoperti o ancora sconosciuti possono essere coperti dal processo con un alto grado di probabilità.

Inoltre, la conservazione a secco per settimane o mesi, fino all’utilizzo del tessuto lavorato finito, offre un effetto drenante, poiché il virus ha un’infettività di pochi giorni su varie superfici (4). Tuttavia, non bisogna dimenticare che la principale via di trasmissione è un’infezione da goccioline o da striscio. La carica virale più alta si trova nel tratto respiratorio e la carica virale nel siero, ad esempio, è già significativamente più bassa rispetto all’espettorato (5). La carica virale nelle ossa delle persone infette è bassa, se non addirittura inesistente. Pertanto, le speculazioni sulle infezioni durante le procedure di aumento dell’osso sono piuttosto ipotetiche. Finora non è stata descritta la trasmissione attraverso il sangue o i tessuti e, a condizione che i preparati di tessuto siano sottoposti a una procedura di inattivazione del virus convalidata, non sono necessarie misure aggiuntive come il test SARS-CoV-2 dei donatori o la valutazione della storia dei viaggi, secondo l’autorità tedesca Paul-Ehrlich-Institute.

Materiali xenogenici come alternativa

La sicurezza di cerabone® si basa su un principio diverso, il trattamento ad alta temperatura durante il processo di produzione. Nella produzione del materiale d’innesto bovino, la materia prima viene gradualmente riscaldata a oltre 1200°C mediante un processo sofisticato. A parte la temperatura, per il risciacquo viene utilizzata solo acqua, quindi la lavorazione è priva di additivi chimici.

Il processo di riscaldamento rimuove in modo sicuro tutti i componenti organici, come cellule e proteine, oltre a batteri e virus. Il processo inattiva persino i prioni, che sono la causa della variante della malattia di Creutzfeldt Jakob (6). Allo stesso tempo, questo processo di produzione consente di ottenere un alto grado di cristallinità (7). Entrambi i fattori contribuiscono all’eccezionale stabilità del volume di cerabone® e garantiscono che rimanga in modo permanente nell’area aumentata dopo l’impianto. A differenza del materiale allogenico, non c’è rimodellamento, il che è auspicabile per alcune indicazioni. Questi includono l’aumento dei difetti orizzontali nell’area estetica, la protezione dal riassorbimento per gli aumenti con blocchi ossei autologhi o allogenici e la conservazione dell’alveolo, in particolare se non è ancora chiaro se un impianto deve essere inserito e quando.

A differenza di quanto affermato occasionalmente, il trattamento ad alta temperatura non ha generalmente un’influenza negativa sulla superficie dell’innesto e sulla struttura porosa. Questo dipende dal rispettivo processo di produzione. cerabone®, grazie al riscaldamento lento e prolungato della materia prima ossea, ha un’ottima osteoconduttività e idrofilia (8, 9). A causa del crescente interesse per il tema del trattamento ad alta temperatura, botiss ha creato la homepage 1200trust.com. Contiene tutte le informazioni sul processo di produzione unico di cerabone® e la sua influenza sulla sicurezza e sulle proprietà del prodotto, oltre a molti esempi (casi clinici, video, webinar) della sua applicazione clinica.

Materiali sintetici come alternativa senza origine umana o animale

Nonostante l’elevata sicurezza dei materiali da innesto allogenici e xenogenici, dovuta ai loro specifici processi di produzione, alcune persone hanno paura di utilizzare questi tipi di materiali. Per questi medici o pazienti, i materiali sintetici possono rappresentare un’alternativa. I materiali sostitutivi ossei sintetici, per lo più basati sul fosfato di calcio, sono disponibili nel settore dentale da molto tempo. Negli ultimi anni, tuttavia, la fiducia nei prodotti sintetici non è stata così alta come per l’osso bovino. Ciò è forse dovuto alla disomogeneità tra i biomateriali sintetici. I biomateriali sintetici disponibili comprendono un gran numero di materiali molto diversi tra loro, con proprietà altrettanto diverse. Nel settore dentale, i materiali bifasici a base di idrossiapatite e beta-fosfato tricalcico sono diventati particolarmente popolari, come maxresorb® di botiss. Grazie alla loro composizione di un componente a rapido e uno a lento riassorbimento, offrono un riassorbimento controllato e hanno dimostrato di essere una valida alternativa ai prodotti umani o bovini in diverse indicazioni. Attualmente, si nota una tendenza crescente verso i materiali sintetici sul mercato.

Per quanto riguarda le membrane barriera sintetiche, nel 2017 botiss ha lanciato la membrana blu permamem® come alternativa alle membrane xenogeniche. Da allora, la membrana non riassorbibile in PTFE ad alta densità è diventata molto popolare tra i dentisti perché è molto sottile e quindi estremamente facile da maneggiare. Oltre alla sua origine sintetica, permamem® offre anche altri vantaggi rispetto alle membrane di collagene. Poiché non viene riassorbita e la sua struttura altamente densa impedisce la penetrazione dei batteri, la membrana permamem® può essere utilizzata anche per la guarigione di ferite aperte in alcune indicazioni, come la conservazione dell’alveolo o delel reborde alveolar (10). Inoltre, ha una maggiore stabilità dimensionale rispetto alle membrane di collagene e quindi è adatto anche per gli aumenti al di fuori del contorno delel reborde alveolar.

La quota dei materiali sintetici nel settore della rigenerazione crescerà sicuramente nei prossimi anni. La tendenza non può essere ignorata, se si pensa ai molti prodotti vegani che sono attualmente sul mercato. Questa tendenza si sta verificando in molti settori, dalla cosmetica alla moda, fino all’industria alimentare. Mentre dieci anni fa, un ristorante vegano era ancora una cosa esotica, oggi è impossibile immaginare le città europee senza di essi. L’argomento “stile di vita vegano” ha raggiunto il mainstream della società. Ma ci sono alcuni mercati su scala globale che preferiscono i materiali sintetici per altre ragioni, ad esempio le credenze religiose.

Come fornitore di servizi completi nel campo dei biomateriali, botiss ha la pretesa di offrire prodotti di prima qualità per tutte le aree della rigenerazione. Il singolo paziente e le sue esigenze specifiche sono al centro dell’attenzione. Ogni paziente e ogni caso hanno esigenze individuali. Per ottenere risultati ottimali e prevedibili, può essere necessario combinare i prodotti – questo per soddisfare i requisiti di alcune indicazioni. Questo è il motivo per cui il nostro sistema di rigenerazione a 360° comprende una gamma di prodotti diversi che aiutano il medico a selezionare i materiali giusti per ottenere il meglio per il suo paziente.

Il reparto di sviluppo interno di botiss ha lavorato duramente per sviluppare una linea di prodotti completamente nuova per l’odontoiatria, a partire da una classe sintetica e assorbibile. È stato creato un sistema GBR completamente completo, composto da una membrana e da un sistema di fissaggio. Questi prodotti si basano su nuovi metalli biodegradabili – in questo caso il magnesio assorbibile nella sua forma metallica. L’idea alla base dello sviluppo di un nuovo tipo di membrane era quella di ottenere un prodotto forte ma malleabile e facilmente assorbibile dall’organismo, in modo da non doverlo rimuovere successivamente. Seguiranno informazioni sul rilascio del mercato.
In conclusione, botiss rivede, adatta e completa costantemente il sistema di rigenerazione botiss a 360°, per offrirle biomateriali sicuri da usare in qualsiasi momento.

Letteratura

1 Kampf et al. (2020). Persistenza dei coronavirus su superfici inanimate e loro inattivazione con agenti biocidi. J Hosp Infect; 104(3):246-251.
2 Wen et al. (2019). Analisi temporale della conservazione delel reborde alveolar alveolare mediante la combinazione di un inserto osseo mineralizzato e di una membrana densa in politetrafluoroetilene: uno studio istomorfometrico. J Periodontol; 91(2):215-222.
3 Dichiarazione “SARS-CoV-2”, C+TBA 09.03.2020, disponibile su richiesta
4 van Doremalen et al. (2020). Stabilità dell’aerosol e della superficie di HCoV-19 (SARS-CoV-2) rispetto a SARS-CoV-1. N Engl J Med; 382:1564-1567
5 Zheng et al. (2020) Dinamica della carica virale e gravità della malattia nei pazienti infettati con SARS-CoV-2 nella provincia di Zhejiang, Cina, gennaio-marzo 2020: studio di coorte retrospettivo. BMJ (ed. Ricerca clinica); 369 m1443.
6 Brown et al. (2000), Nuovi studi sulla resistenza al calore dell’agente della scrapie adattato al criceto: la soglia di sopravvivenza dopo il lavaggio a 600 gradi C suggerisce un modello inorganico di replicazione. PNAS; Vol. 97 No. 7, pp. 3418-3421.
7 Tadic e Epple. (2004), “Un’accurata caratterizzazione fisico-chimica di 14 materiali sostitutivi dell’osso a base di fosfato di calcio rispetto all’osso naturale”. Biomateriali; Vol. 25 No. 6, pp. 987-994.
8 Rothamel et al. Elevazione del pavimento del seno mascellare utilizzando un minerale osseo naturale sinterizzato. Zzi; 27(1) 2011.
9 Trajkovski et al. (2018). Variazioni delle proprietà idrofile, viscoelastiche e fisico-chimiche dei sostituti per innesti ossei dentali. Materiale; 11(2), 215.
10 Zafiropoulos et al. (2020). Conservazione dell’invasatura a cielo aperto con una nuova membrana in politetrafluoroetilene denso (dPTFE): uno studio clinico retrospettivo. Medicina (Kaunas); 56(5):E216.
11 Radha R, Sreekanth D (2017). Approfondimento delle leghe e dei compositi di magnesio per applicazioni di impianti ortopedici – una rassegna. Giornale del magnesio e delle leghe 5(3):286-312. Disponibile all’indirizzo: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213956717300415
12 Staiger MP, Pietak AM, Huadmai J, Dias G (2006). Il magnesio e le sue leghe come biomateriali ortopedici: una rassegna. Biomateriali. 2006 Mar; 27(9):1728-34. epub 2005 Oct 24.
13 Istituto di Medicina (IOM) (1997). Assunzioni dietetiche di riferimento per Calcio, Fosforo, Magnesio, Vitamina D e Fluoro. Consiglio per l’alimentazione e la nutrizione, Istituto di Medicina. National Academy Press, Washington, D.C.
14 Istituto Nazionale della Salute (NIH) – Magnesio – Scheda informativa per i professionisti della salute sito web disponibile all’indirizzo https://ods.od.nih.gov/factsheets/Magnesium-HealthProfessional/#en1. Accesso al 14 maggio 2020.

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