Regenerative medicine represents a cornerstone of contemporary scientific research due to its versatility and wide-ranging potential applications. In this context, the present study focused on the development and evaluation of green biomaterials for tissue regeneration. The core of this thesis concerns films composed of deacetylated chitin nanocrystals (CsNCs) functionalized with different concentration of lignosulfonate (L), developed in the laboratory of Prof. Gigli at the University “Cà Foscari” of Venice. The research initially focused on a thorough characterization of the base components. Subsequent functional evaluation of the biomaterials demonstrated that the incorporation of lignosulfonate was crucial for enhancing wettability and imparting significant antioxidant and antimicrobial properties. Biological analyses then concentrated on materials containing CsNCs and L, assessing cytocompatibility using NIH-3T3 cell lines for the baseline films and hemocompatibility through platelet studies for all films, two essential requirements for the clinical application of biomaterials. The results showed that the lignosulfonate-functionalized films are hemocompatible possess favourable antioxidant and antimicrobial properties. The baseline film, while non-toxic and bioactive, was found to be low adherent to fibroblasts. These findings suggested two distinct applications for the developed biomaterials: the lignosulfonate-functionalized films as candidates for blood-contacting applications, and the baseline film as a candidate for non-adherent applications. Future studies, including in vivo experiments, will be essential to fully validate these materials and realise their potential in next-generation biomedical solutions.
La medicina rigenerativa rappresenta uno dei pilastri della ricerca scientifica contemporanea, grazie alla sua versatilità e al vasto potenziale applicativo. In questo contesto, il presente studio si è concentrato sullo sviluppo e sulla valutazione di biomateriali green per la rigenerazione tissutale. Il fulcro della tesi riguarda film costituiti da nanocristalli di chitina deacetilata (CsNC) funzionalizzati con diverse concentrazioni di lignosolfonato (L), sviluppati nel laboratorio del Prof. Gigli presso l’Università “Cà Foscari” di Venezia. La ricerca ha inizialmente approfondito la caratterizzazione dei componenti di base. Successivamente, la valutazione funzionale dei biomateriali ha mostrato come l’incorporazione del lignosolfonato fosse cruciale per migliorare la bagnabilità e conferire proprietà antiossidanti e antimicrobiche significative. Le analisi biologiche si sono poi concentrate sui materiali contenenti CsNC e L, esaminando la citocompatibilità mediante linee cellulari NIH-3T3 per i film di base e l’emocompatibilità tramite studi sulle piastrine per tutti i film, due requisiti fondamentali per l’applicazione clinica dei biomateriali. I risultati ottenuti hanno evidenziato che i film funzionalizzati con lignosolfonato sono emocompatibili e possiedono interessanti proprietà antiossidanti e antimicrobiche. Il film di base, sebbene non tossico e bioattivo, è risultato a bassa aderenza ai fibroblasti. Questi risultati suggeriscono due distinte applicazioni per i biomateriali sviluppati: i film funzionalizzati con lignosolfonato come candidati per applicazioni a contatto con il sangue, e il film di base come candidato per applicazioni a bassa aderenza. Studi futuri, inclusi esperimenti in vivo, saranno fondamentali per confermare il pieno potenziale di questi materiali e il loro impiego nelle soluzioni biomediche di nuova generazione.
Esplorare il potenziale dei biomateriali "green" per la medicina rigenerativa: dalla sintesi alla valutazione in vitro dell’emo e biocompatibilità
ATABERK, FUNDA
2024/2025
Abstract
Regenerative medicine represents a cornerstone of contemporary scientific research due to its versatility and wide-ranging potential applications. In this context, the present study focused on the development and evaluation of green biomaterials for tissue regeneration. The core of this thesis concerns films composed of deacetylated chitin nanocrystals (CsNCs) functionalized with different concentration of lignosulfonate (L), developed in the laboratory of Prof. Gigli at the University “Cà Foscari” of Venice. The research initially focused on a thorough characterization of the base components. Subsequent functional evaluation of the biomaterials demonstrated that the incorporation of lignosulfonate was crucial for enhancing wettability and imparting significant antioxidant and antimicrobial properties. Biological analyses then concentrated on materials containing CsNCs and L, assessing cytocompatibility using NIH-3T3 cell lines for the baseline films and hemocompatibility through platelet studies for all films, two essential requirements for the clinical application of biomaterials. The results showed that the lignosulfonate-functionalized films are hemocompatible possess favourable antioxidant and antimicrobial properties. The baseline film, while non-toxic and bioactive, was found to be low adherent to fibroblasts. These findings suggested two distinct applications for the developed biomaterials: the lignosulfonate-functionalized films as candidates for blood-contacting applications, and the baseline film as a candidate for non-adherent applications. Future studies, including in vivo experiments, will be essential to fully validate these materials and realise their potential in next-generation biomedical solutions.| File | Dimensione | Formato | |
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https://hdl.handle.net/20.500.14239/31787