STUDIO PRELIMINARE DI SCAFFOLD MULTISTRATO PER L’INGEGNERIZZAZIONE DI VASI SANGUIGNI

Cardiovascular diseases are the leading cause of death in the world; every year cardiovascular patients number grows more and more. Pharmacologically treatments isn’t enough in most cases, and surgery is necessary. For vessels repair there are a lots of alternative, but they are reduced for small vessels application (<6 mm). Today, autologous implants are mainly used, including the legs saphenous veins (SV) or the internal mammary / thoracic artery (IMA). IMA has a greater elasticity and atherosclerotic plaques formation is reduced, thus maintaining a greater patency than the SV. However, autologous implants present disadvantages because they can cause morbidity in the donor-site or may not be available due to previous surgical procedures. Alternatives are represented by allogeneic and xenogeneic implants, which retain a good long-term vessel patency, but can determine the onset of immune reaction and rejection. Another alternative is represented by synthetic implants of polyethylene terephthalate (Dacron®) and polytetrafluoroethylene (ePTFE). Their use, however, is limited especially in small vessels because they determine arteriosclerosis and vessel occlusion. Tissue engineering try to solve these problems; it aims to create small vascular implants combining natural or synthetic biocompatible and biodegradable materials with cells, leading to the creation of a tubular construct that can be used in vivo. The present research is focused on the preparation of tubular endovascular implants by electrospinning. The preliminary study included the selection, optimization of the polymeric solutions used during the electrospinning process, the physical, morphological and biological characterization of the obtained tubular matrices. Five types of endovascular scaffolds have been developed using different synthetic polymers. The morphological analysis showed a homogeneous microfibrillary structure, while tensile and pressor tests underline positive matrices physical characteristics consistent with the native vessels. Preliminary cell studies highlight cells engraftment, proliferation and vitality. Further in vitro scaffold characterization studies are underprogression.

Le malattie cardiovascolari sono la principale causa di morte nel mondo; ogni anno il numero di pazienti affetti da patologie cardiovascolari cresce sempre di più. Nella maggior parte dei casi non è sufficiente intervenire farmacologicamente, ma è necessario un intervento chirurgico. I trattamenti da utilizzare nella riparazione dei vasi sanguigni sono molteplici, tuttavia essi risultano essere limitati nella rigenerazione di vasi di piccole dimensioni (<6 mm). Oggi sono principalmente utilizzati degli impianti autologhi, tra cui vene safene (SV) della gamba o l’arteria mammaria/toracica interna (IMA). L’IMA ha una maggiore elasticità e presenta una minore tendenza alla formazione di placche aterosclerotiche mantenendo in questo modo una maggiore pervietà rispetto alla SV. L’utilizzo di impianti autologhi presenta lo svantaggio di causare morbidità al sito dal quale è stato prelevato il vaso, inoltre la disponibilità di vasi risulta limitato. Le alternative principali sono rappresentate dagli impianti allogenici e da quelli xenogenici i quali conservano una buona pervietà del vaso a lungo termine, tuttavia possono determinare l’insorgenza di reazione immunitarie e in casi più gravi rigetto. Ulteriore alternativa è rappresentata da impianti sintetici di polietilene tereftalato (Dacron®) e politetrafluoroetilene (ePTFE). Il loro utilizzo risulta, essere limitato soprattutto nel caso di vasi di piccole dimensioni in quanto possono determinare aterosclerosi e occlusione del vaso. L’ingegneria tissutale rappresenta una soluzione a queste limitazioni, essa mira alla realizzazione di impianti vascolari di piccole dimensioni combinando materiali biocompatibili, biodegradabili e cellule, portando alla creazione di un costrutti tubulari ingegnerizzati da impiantare in vivo. Il lavoro di tesi si è focalizzato sulla realizzazione di impianti endovascolari tubulari, di dimensioni < 6 mm, realizzati mediante elettrofilatura. Lo studio preliminare ha previsto la selezione e la caratterizzazione reologica delle soluzioni polimeriche da filare, in seguito si sono preparate le matrici a base di nanofibre. Ciascuna matrice è stata caratterizzata mediante SEM, tensiometro e test in vitro. L’analisi morfologica ha evidenziato una struttura omogenea microfibrillare, mediante prove tensili e pressorie sono state valutate le caratteristiche fisiche delle matrici che presentano proprietà conformi ai vasi nativi. I preliminari studi cellulari hanno permesso di evidenziare l’attecchimento e la proliferazione con mantenimento della vitalità cellulare. Ulteriori studi in vitro di caratterizzazione degli scaffold sono in corso.