Design and development of hybrid scaffolds for wound healing

Development of formulations containing glycosaminoglycans and chitosan for the preparation of electrospun scaffolds to be used for wound healing. The electrospun membranes were prepared by adding Montmorillonite and Halloysite at different concentrations to the polymer mixtures. The clays are able to modify the electrospinning properties, increasing the resistance to breakage, and also increase the biocompatibility.

PROGETTAZIONE E SVILUPPO DI SCAFFOLD IBRIDI PER LA RIPARAZIONE DELLE FERITE CUTANEE ABSTRACT: Le ferite sono dovute all'interruzione della struttura anatomica e alla perdita di funzionalità del tessuto, a causa di un trauma fisico, termico o come conseguenza di fisiopatologie di base. Le ferite cutanee possono essere divise in acuto, subacuto o cronico. Quelle acute guariscono completamente, lasciando cicatrici minime. Le ferite subacute impiegano più tempo per rimarginarsi, mentre quelle croniche sono persistenti. Un metodo efficace per accelerare la riparazione cutanea è l’utilizzo di scaffold a base di polimeri in grado di simulare le caratteristiche della matrice extracellulare. Alla luce di queste osservazioni preliminari, lo scopo del seguente lavoro di tesi è stato lo sviluppo di formulazioni di nanofibre elettrofilate a base di condroitin solfato e chitosano citrato rinforzati con minerali argillosi per la riparazione dei tessuti cutanei. Le sospensioni HLL e MMT in miscele polimeriche sono state caratterizzate per la loro consistenza, conduttività e tensione superficiale. Coerentemente con la consistenza, la tensione superficiale e la conduttività sono aumentate con il contenuto di minerali, sebbene queste variazioni siano più evidenti per la MMT. Le nanofibre sono state preparate mediante elettrofilatura che consente la preparazione di fibre a partire da una soluzione polimerica mediante l'applicazione di un campo elettrico. Le membrane sono state create utilizzando aghi con diversi diametri ed aggiungendo Montmorillonite o Halloysite a diverse concentrazioni alle miscele polimeriche. Dalle foto SEM emerge che le membrane sono insolubili in mezzi acquosi (soluzioni acquose e saline) e leggermente rigonfiabili, indipendentemente dal tipo di argilla (HLL e MMT) e dal loro contenuto. Tuttavia, la morfologia delle fibre e le proprietà meccaniche sono state profondamente influenzate dal contenuto di argilla e dalle condizioni di elettrofilatura (in particolare dal diametro dell'ago). Si è visto che le argille sono in grado di modificare le proprietà degli scaffold elettrofilati. Le membrane ibride risultano biocompatibili ed in grado di supportare l'adesione e la proliferazione dei fibroblasti. Le cellule dalle foto CLSM appaiono con nuclei cellulari normali e ben definiti, e il citoscheletro chiaramente organizzato. I fibroblasti mostrano adattabilità cellulare all'ambiente meccanico se crescono su scaffold con rigidità simile a quella dei tessuti molli, come riportato in letteratura (Solon et al., 2007). Le proprietà meccaniche della membrana ibrida sono in grado di ottimizzare l'adesione e il comportamento di crescita delle cellule. Anche se la valutazione preclinica in vivo deve essere valutata per confermare i risultati in vitro, le membrane ibride sviluppate dimostrano di essere uno strumento adatto nell'ingegneria tissutale della pelle.