Sviluppo di membrane a base di nanofibre polimeriche per il trattamento di ustioni e cicatrici ipertrofiche

It is estimated that around 6 million people worldwide are affected by burn injuries every year. The wound healing process involves three phases: inflammation, proliferation and maturation. Failure in any of these phases can lead to chronic wounds and abnormal formation of fibrotic scars. Severity of hypertrophic scar (HTS) is due to excessive deposition of extracellular matrix proteins such as collagen, fibroblast hyperproliferation, fibroblast apoptosis resistance, fibroblast differentiation into myofibroblasts and decrease in collagen degradation. Nowadays, the approaches used for burn therapy have guaranteed the survival of many patients, however the timing and the adequate combination of therapies have not yet been clearly defined. Consequently, it is necessary to set up new treatments and new strategies to prevent and treat the development of hypertrophic scars in order to improve patients quality of life. A promising approach to avoid hypertrophic scar formation is believed to be siRNA gene therapy. However, there is still the unmet need for an efficient topical formulation that distributes siRNA directly to the site of action and overcomes the limits associated with its administration. This research study is designed to establish an innovative platform for the sustained delivery of siRNA to wounds. The success of this platform would offer a valuable resource to help and improve the wound healing process in animal models; it could also lead to clinical trials of treatments to mitigate scarring. The study is based on the use of nanoparticulate systems that can effectively release and distribute siRNA to active dermis cells at wound level, minimizing the degradation processes associated with its systemic administration and undesirable effects on non-affected organs. The main objectives of the present research study have been to prepare 3D patterned polymeric nanofibers mesh sheet by electrospinning technique, to incorporate placebo nanoparticles into nanofiber mesh sheet and their characterization with regards to nanofiber morphology, size and size distribution, porosity, fluid handling capacity, rate of fluid adsorption, dehydration rate and mechanical properties.

Si stima che in tutto il mondo circa 6 milioni di persone allanno siano coinvolte da lesioni provocate da ustioni. Il processo di riparazione di tali ferite prevede tre fasi: infiammazione, proliferazione e maturazione. Un fallimento in una qualsiasi di queste fasi può portare alla cronicizzazione delle ferite e alla formazione di cicatrici fibrotiche. Le cicatrici ipertrofiche (HTS) comportano l'eccessiva deposizione di proteine della matrice extracellulare come il collagene, l'iperproliferazione dei fibroblasti, e la loro resistenza all'apoptosi, il differenziamento dei fibroblasti in miofibroblasti e la riduzione della degradazione del collagene. Ad oggi gli approcci utilizzati per la terapia delle ustioni hanno garantito la sopravvivenza di molti pazienti, tuttavia i tempi e l'adeguata combinazione delle terapie non sono stati ancora chiaramente definiti. Di conseguenza si rende necessaria la messa a punto di nuovi trattamenti e di nuove strategie per prevenire e curare lo sviluppo delle cicatrici ipertrofiche al fine di ottenere un miglioramento dei risultati e della qualità di vita dei pazienti. Si ritiene che un approccio promettente per evitare la formazione delle cicatrici ipertrofiche sia rappresentato dalla terapia genica con siRNA. In tale ambito, esiste ancora la necessità di una formulazione topica efficiente che rilasci siRNA direttamente al sito d'azione superando i limiti associati alla sua somministrazione. Il presente lavoro di ricerca è finalizzato alla progettazione di una piattaforma innovativa che consenta il rilascio prolungato di siRNA al sito dazione, mantenendone la sua stabilità ed efficacia. Il successo di questa piattaforma offrirebbe una risorsa preziosa per aiutare e migliorare il processo di guarigione delle ferite in modelli animali; potrebbe anche condurre a studi clinici di trattamenti utili a mitigare le cicatrici. Lo studio si basa sull'utilizzo di sistemi nanoparticellari idonei al rilascio e alla distribuzione di siRNA alle cellule del derma a livello delle ferite, riducendo al minimo i processi di degradazione associati alla sua somministrazione sistemica e gli effetti indesiderati sugli organi non interessati. Gli obiettivi principali del presente studio di ricerca sono stati la preparazione di membrane a base di nanofibre polimeriche modellate in 3D mediante tecnica electrospinning, l'incorporazione di nanoparticelle placebo nelle membrane a base di nanofibre e la loro caratterizzazione in termini di morfologia, dimensioni e distribuzione delle dimensioni, porosità, capacità di gestione dei fluidi, tasso di adsorbimento dei fluidi, tasso di disidratazione e proprietà meccaniche.