Le lesioni tendinee sono comuni e causano disabilità, dolore e costi sanitari elevati, rappresentando almeno il 50% di tutti i traumi legati allo sport. Inoltre, la loro incidenza è aumentata negli ultimi decenni a causa dell’invecchiamento della popolazione. Gli approcci tradizionali per il trattamento delle lesioni conducono spesso ad un esito fallimentare, o comunque non consentono al tessuto danneggiato di recuperare completamente la propria funzionalità originaria anche a causa della scarsa capacità del tessuto tendineo di autorigenerarsi. Per questo motivo, negli ultimi anni si è reso necessario esplorare strategie innovative per la cura di queste lesioni. A differenza dei trattamenti classici, l’ingegneria tissutale si pone come obbiettivo la rigenerazione dei tessuti danneggiati, invece della loro sostituzione, grazie allo sviluppo di sostituti biologici, definiti scaffolds. Date queste premesse, lo scopo del presente lavoro di tesi è stato lo sviluppo formulativo di substrati nanofibrosi tridimensionali costituiti da poli(butil cianoacrilato) (PBCA) e caricati con nanoparticelle di ossido di rame con attività antiossidante, antibatterica e in grado di stimolare la proliferazione cellulare, e caseinofosfopeptidi, peptidi fosforilati in grado di favorire la guarigione dei tessuti danneggiati. Dopo aver sintetizzato il PBCA, mediante la tecnica dell’electrospinning sono stati prodotti scaffolds in conformazione random e allineata rispettivamente attraverso l’utilizzo di un collettore statico e uno cilindrico rotante. Le nanofibre ottenute sono state caratterizzate dal punto di vista delle proprietà morfo-dimensionali, meccaniche e di bagnabilità. Queste analisi hanno evidenziato un aumento delle proprietà meccaniche degli scaffolds in conformazione allineata e caricati con i componenti funzionali rispetto a quelli random. Successivamente è stata valutata l’attività antiossidante degli scaffolds tramite test del DPPH ed è stata testata la loro capacità antinfiammatoria in vitro tramite un test ELISA. Infine, è stata effettuata una caratterizzazione biofarmaceutica in vitro su tenociti umani degli scaffolds, sia con orientamento random che allineato. In particolare, sono state valutate l’adesione e la proliferazione cellulare a 7 e 14 giorni tramite microscopia confocale a scansione laser (CLSM) e test di vitalità effettuato con Alamar blu. Sulla base dei risultati ottenuti, i sistemi sviluppati sembrano essere promettenti come possibili scaffolds per la riparazione tendinea in ingegneria tissutale ortopedica. Ulteriori test sono in corso per valutare le proprietà antimicrobiche e microbicide degli scaffolds caricati con componenti funzionali.

SCAFFOLDS ELETTROFILATI DI POLI(BUTIL CIANOACRILATO) IN INGEGNERIA TISSUTALE TENDINEA

BRUSA, LORENZO
2021/2022

Abstract

Le lesioni tendinee sono comuni e causano disabilità, dolore e costi sanitari elevati, rappresentando almeno il 50% di tutti i traumi legati allo sport. Inoltre, la loro incidenza è aumentata negli ultimi decenni a causa dell’invecchiamento della popolazione. Gli approcci tradizionali per il trattamento delle lesioni conducono spesso ad un esito fallimentare, o comunque non consentono al tessuto danneggiato di recuperare completamente la propria funzionalità originaria anche a causa della scarsa capacità del tessuto tendineo di autorigenerarsi. Per questo motivo, negli ultimi anni si è reso necessario esplorare strategie innovative per la cura di queste lesioni. A differenza dei trattamenti classici, l’ingegneria tissutale si pone come obbiettivo la rigenerazione dei tessuti danneggiati, invece della loro sostituzione, grazie allo sviluppo di sostituti biologici, definiti scaffolds. Date queste premesse, lo scopo del presente lavoro di tesi è stato lo sviluppo formulativo di substrati nanofibrosi tridimensionali costituiti da poli(butil cianoacrilato) (PBCA) e caricati con nanoparticelle di ossido di rame con attività antiossidante, antibatterica e in grado di stimolare la proliferazione cellulare, e caseinofosfopeptidi, peptidi fosforilati in grado di favorire la guarigione dei tessuti danneggiati. Dopo aver sintetizzato il PBCA, mediante la tecnica dell’electrospinning sono stati prodotti scaffolds in conformazione random e allineata rispettivamente attraverso l’utilizzo di un collettore statico e uno cilindrico rotante. Le nanofibre ottenute sono state caratterizzate dal punto di vista delle proprietà morfo-dimensionali, meccaniche e di bagnabilità. Queste analisi hanno evidenziato un aumento delle proprietà meccaniche degli scaffolds in conformazione allineata e caricati con i componenti funzionali rispetto a quelli random. Successivamente è stata valutata l’attività antiossidante degli scaffolds tramite test del DPPH ed è stata testata la loro capacità antinfiammatoria in vitro tramite un test ELISA. Infine, è stata effettuata una caratterizzazione biofarmaceutica in vitro su tenociti umani degli scaffolds, sia con orientamento random che allineato. In particolare, sono state valutate l’adesione e la proliferazione cellulare a 7 e 14 giorni tramite microscopia confocale a scansione laser (CLSM) e test di vitalità effettuato con Alamar blu. Sulla base dei risultati ottenuti, i sistemi sviluppati sembrano essere promettenti come possibili scaffolds per la riparazione tendinea in ingegneria tissutale ortopedica. Ulteriori test sono in corso per valutare le proprietà antimicrobiche e microbicide degli scaffolds caricati con componenti funzionali.
2021
ELECTROSPUN SCAFFOLDS BASED ON POLY(BUTYL CYANOACRYLATE) IN TENDON TISSUE ENGINEERING
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.14239/14682