La sicurezza d’uso nel settore dei dispositivi medici: gli scaffold ed il controllo dei livelli di aldeide glutarica.

The scaffolds or artificial tissues are widely used in regenerative medicine as substitute for damaged cell tissues and/or organs to restore, maintain or improve their biological functions. The scaffolds are produced from synthetic or natural polymers (e.g. collagen from animal sources) and designed considering numerous technical requirements, such as biocompatibility with the tissues, slow biodegradation in the human organism, mechanical strength and lack of toxicity and immunogenicity. To ensure that scaffolding materials do not pose any hazard to human health, either mechanical controls and chemical-physical analysis are needed before their implantation. Among the various requirements, it is essential to ensure that scaffolds do not release potentially toxic substances, such as cross-linking agents, solvents or polymer degradation products. From the toxicological point of view it is worth monitoring the glutaraldehyde, a toxic compound commonly used as a cross-linking agent to increase the mechanical stability of collagen scaffolds. The glutaraldehyde, known for its irritant, sensitization and genotoxic effects even at low concentrations, must be absent or below the threshold limit values in physiological solutions used to treat the scaffolds before use. The lack of official analytical methods for monitoring hazardous compounds potentially released by artificial tissues makes it necessary to develop procedures for quality control of end products. In the present study a HPLC/DAD method was optimized to quantify the glutaraldehyde and other carbonyl compounds potentially released by scaffolds during the pre-implantation treatment. The method was successfully tested on real samples of collagen scaffolds confirming the absence of toxic carbonyl compounds in the wash solutions.

Gli scaffold o tessuti artificiali sono largamente impiegati nella medicina rigenerativa come sostituti di tessuti cellulari e/o organi danneggiati per ripristinarne, mantenerne o migliorarne le funzioni biologiche. Essi sono prodotti a partire da polimeri di sintesi o naturali (es. collagene di origine animale) e progettati tenendo conto di numerosi requisiti tecnici, quali biocompatibilità con i tessuti, lenta biodegradazione nell’organismo umano, resistenza meccanica e assenza di tossicità e immunogenicità. Per garantire che gli scaffold non costituiscano pericolo per la salute umana sono necessari sia controlli di tipo meccanico sia analisi chimico-fisiche prima dell’impianto. Tra i vari requisiti, è fondamentale garantire l’assenza di rilascio di potenziali sostanze tossiche per l’organismo umano, come agenti reticolanti, solventi o prodotti di degradazione del polimero. Dal punto di vista tossicologico una delle sostanze da monitorare è l’aldeide glutarica, comunemente utilizzata come reticolante per aumentare la stabilità meccanica degli scaffold in collagene. L’aldeide glutarica, nota per i suoi effetti irritanti, sensibilizzanti e genotossici già a basse concentrazioni, deve essere assente o al di sotto del valore limite tossicologico nelle soluzioni fisiologiche utilizzate per trattare gli scaffold prima dell’uso. La mancanza di metodi analitici ufficiali per il monitoraggio di sostanze chimiche eventualmente rilasciate dai tessuti artificiali, rende necessario sviluppare procedure finalizzate al controllo qualità dei prodotti finiti. Nel presente lavoro di ricerca è stata sviluppata una metodica HPLC/DAD per quantificare l’aldeide glutarica ed altri composti carbonilici eventualmente rilasciati dagli scaffold durante il trattamento pre-impianto. La metodica è stata testata con successo su campioni reali di scaffold in collagene confermando l’assenza di composti carbonilici tossici nella soluzione di lavaggio.