Sviluppo e caratterizzazione di uno scaffold biomimetico rinforzato mediante un sistema microfibroso per la riparazione del miocardio.

Il presente lavoro di tesi si inserisce nell’ambito della ricerca sull’ingegneria tissutale del tessuto miocardico, ponendosi come obiettivo la preparazione e la caratterizzazione di nuovi scaffold biomimetici con struttura spugnosa dotati di adeguata resistenza a sutura, in modo tale da poter essere utilizzati come patch nella rigenerazione del tessuto miocardico post infarto. In un precedente studio, svolto presso il gruppo di ricerca di Biomateriali del Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale dell’università di Pisa, erano state prodotte e caratterizzate, sia dal punto di vista meccanico, sia dal punto di vista chimico-fisico che di biocompatibilità cellulare, spugne biomimetiche composte da una miscela di Alginato/Gelatina, con rapporto in peso 20:80 (A:G=20:80). Al fine di migliorare la resistenza a sutura di suddette spugne, in previsione di una loro futura applicabilità come patch cardiaco, si è vista la necessità di creare una struttura di rinforzo meccanico, da includere all’interno delle spugne stesse. Tale struttura, è stata realizzata creando una rete a base di microfibre prodotte mediante dry spinning a partire da una soluzione di Policaprolattone (PCL). La procedura per la fabbricazione della rete fibrosa in PCL è stata messa a punto e ottimizzata al fine di ottenere una adeguata resistenza a sutura. Una volta ottenuta una rete con proprietà desiderate, è stato progettato e fabbricato uno stampo per consentire l’inclusione della rete al centro della spugna alginato/gelatina ed è stata quindi definita la procedura per la produzione del sistema rete-spugna. Per garantire la corretta applicabilità dello scaffold come temporaneo sostituto del tessuto cardiaco, sono stati effettuati test di suturabilità sia sulla rete in PCL, sia sul sistema rete – spugna (R-S), nonché prove di stress-strain, analisi morfologica mediante microscopia elettronica a scansione, caratterizzazione chimico-fisica mediante calorimetria differenziale a scansione e spettroscopia infrarossa. Inoltre sono stati condotti test di swelling e test di degradazione idrolitica. Infine, essendo questo lavoro finalizzato alla rigenerazione del tessuto cardiaco, è stata anche effettuata una caratterizzazione biologica eseguendo prove in vitro basate sul metodo delle colture cellulari. Sono stati effettuati test di citotossicità su estratti della rete fibrosa utilizzando una linea cellulare di fibroblasti embrionali di topo (3T3); successivamente, sono state eseguite prove di adesione e proliferazione cellulare sul sistema R-S utilizzando la linea cellulare di cardiomioblasti ventricolari di embrione di ratto (H9C2)