Verso lo sviluppo di una protesi vascolare caricata con antibiotico: l'influenza della morfologia della protesi sul profilo di rilascio del farmaco e sulle proprietà meccaniche e di emocompatibilità

Il presente lavoro di tesi è incentrato sullo sviluppo e la caratterizzazione di due prototipi di protesi vascolare, che si differenziano per la composizione della soluzione polimerica e i parametri di processo di produzione, utilizzabili in chirurgia vascolare su vasi di piccolo calibro (< 6mm), costituito dal polimero biodegradabile acido poli lattico-co-glicolico (PLGA), prodotto con la tecnica electrospinning e caricato di un antbiotico, la tobramicina, in modo da prevenire le infezioni post operatorie. Le soluzioni polimeriche sono state inizialmente caratterizzate da un punto di vista reologico, evidenziando una maggiore viscosità nella soluzione del PR1 rispetto al PR2. I graft prodotti sono poi stati caratterizzati da un punto di vista morfologico sfruttando un microscopio elettronico a scansione, evidenziando differenze dal punto di vista del diametro delle fibre e delle dimensioni dei pori tra i due prototipi. In particolare il PR1 è caratterizzato da fibre significativamente più spesse e da diametro dei pori maggiore, proprietà morfologiche fortemente influenzate dai parametri di processo utilizzato e dalle caratteristiche delle soluzioni polimeriche. I due scaffold sono stato poi valutato dal punto di vista del rilascio di tobramicina in PBS. La quantità di tobramicina rilasciata è stata valutata attraverso un metodo spettrofluorimetrico che ha evidenziato differenze significative nel rilascio di farmaco dai due scaffold, caratterizzato da un burst effect per il PR1 durante la prima settimana di test e da un rilascio più controllato di farmaco nell’intero periodo testato per il PR2. Inoltre, le cinetiche di rilascio sono state investigate da un punto di vista matematico, associando ai due rilasci due diversi modelli di cinetica: Weibull per il PR1 e Peppas-Sahlin per il PR2. È stato condotto un test antimicrobico per valutare l’efficacia della tobramicina nel contrastare la crescita di S.aureus e E.coli, microorganismi coinvolti nei processi di infezione post-operatoria. I risultati ottenuti dimostrano come il PR2 rappresenti la migliore soluzione tra le due possibilità. I due prototipi sono stati caratterizzati dal punto di vista meccanico, valutando inizialmente il water uptake % dei due prototipi in due differenti mezzi (BSA e PBS) per evidenziare particolari differenze nel processo di idratazione. Inoltre, le prove meccaniche effettuate su sezione longitudinale e circolare di campioni idratati dei due prototipi hanno dimostrato come solo il PR1 presenti valori di Young modulus confrontabili ai valori riportati in letteratura per i vasi naturali. Infine, è stata valutata l’emocompatibilità dei due prototipi mediante metodo spettrofotometrico con un test di coagulazione con sangue umano. I risultati suggeriscono che entrambi i prototipi sono caratterizzati da bassa emocompatibilità, inducendo la coagulazione del sangue senza differenze statistiche tra i due scaffold.