Sistemi Polimerici Micro/Nanostrutturati per Applicazioni Biomediche e Farmaceutiche: Preparazione e Caratterizzazione Chimico-Fisica e Biologica.

Il presente lavoro di tesi è stato incentrato sullo studio di sistemi polimerici bioerodibili e bioeliminabili per applicazioni biomediche e farmaceutiche. I materiali polimerici (naturali, sintetici o semisintetici) hanno catturato l’interesse del mondo scientifico nella formulazione di sistemi a rilascio controllato di farmaci quali micro e nanoparticelle [Chiellini, 2001 a] e come matrici bioattive nella realizzazione di supporti (scaffolds) atti a promuovere l’adesione e la proliferazione cellulare in applicazioni di ingegneria tissutale [Chiellini, 2001 b]. Strutture polimeriche solide tridimensionali sono state preparate utilizzando polimeri naturali sia commerciali (alginati) che ottenuti da fonti rinnovabili (ulvani); I preparati sono stati caratterizzati da un punto di vista morfologico mediante microscopia a scansione elettronica (SEM); inoltre è stato valutato il grado di rigonfiamento e la loro biodegradabilità sia in tampone fosfato salino (PBS) che in terreno di crescita per colture cellulari (DMEM). I risultati ottenuti sono stati correlati all’utilizzo dei diversi agenti reticolanti impiegati per produrre le strutture polimeriche. Le stesse sono state sottoposte ad una attenta valutazione in vitro della citotossicità e della bioattività, utilizzando come riferimento la linea cellulare di epatoblastoma umano HepG2; la vitalità cellulare è stata analizzata effettuando tre tipi di saggio: l’eventuale interazione dei materiali polimerici con la membrana plasmatica è stata valutata mediante dosaggio della lattato deidrogenasi (LDH), la capacità cellulare di effettuare endocitosi è stata verificata attraverso il saggio del “Neutral Red Uptake”, mentre l’attività metabolica è stata analizzata utilizzando i sali di tetrazolio (WST-1). Parallelamente è stato iniziato uno studio per la formulazione di sistemi nanoparticellari caricati con emoglobina al fine di ottenere sostituti artificiali del sangue in grado di trasportare ossigeno. Matrici polimeriche bioerodibili quali copolimeri funzionali a base di anidride maleica e butilvinil etere (VAM40) emiesterificati con 2-metossietanolo e poli(etilene glicol ) (VAM41), sono state utilizzate per la formulazione di nanoparticelle a lunga circolazione in combinazione con emoglobina, come proteina trasportatore di ossigeno, ed uno stabilizzante sterico (Glicidilisopropilidengliceril-beta-ciclodestrina), mediante una metodologia definita di co-precipitazione sviluppata presso questo laboratorio. Le nanoparticelle ottenute sono state analizzate da un punto di vista morfologico e dimensionale mediante SEM e granulometria in sospensione, e da un punto di vista chimico fisico mediante la misura del potenziale Zeta. La quantità di emoglobina caricata nelle nanoparticelle è stata valutata utilizzando il saggio di Drabkin. Sia le matrici polimeriche che le nanoparticelle preparate sono state valutate per la loro citocompatibilità in vitro utilizzando la linea cellulare balb 3T3 clone A31 mediante i saggi biologici sopraindicati