Progettazione di una superficie microstrutturata per cell sheet engineering

This thesis is focused on the design of a microstructured surface for cell sheet engineering through the implementation of a substrate for cell cultures, that is able to combine the advantages in terms of adhesion and cell proliferation of microstructured surface and the ability to remove a mature cell sheet, without the use of enzymatic techniques but using smart materials. An electrospun matrix of gelatin, which was initially crosslinked and then grafted with PNIPAm, a polymer known for its thermoresponsive properties, was used in order to obtain the substrate. After the preparation of electrospun matrices and the arrangement of a correct setup, it was necessary to analyse the crosslinking and grafting mechanisms in order to obtain the best combination that could join the surface microstructure, the stability in the aqueous environment and the change in wettability of the substrate which may influence cell behaviour.

Questo lavoro di tesi si è focalizzato sulla progettazione di una superficie microstrutturata per cell sheet engineering attraverso la realizzazione di un substrato per colture cellulari in grado di coniugare i vantaggi in termini di adesione e proliferazione cellulare, tipici della microstrutturazione superficiale, alla possibilità di rimozione di un foglietto cellulare maturo senza l’utilizzo di tecniche enzimatiche aggressive, ossia utilizzando materiali thermoresponsive. Per la realizzazione del substrato è stata utilizzata una matrice elettrofilata di gelatina sottoposta a un iniziale procedura di reticolazione e successivo grafting di PNIPAm, polimero noto per le sue proprietà thermoresponsive. A seguito dell’elaborazione di un corretto set-up sperimentale e della preparazione delle matrici elettrofilate, è stato necessario analizzare sia il meccanismo di reticolazione che quello di grafting al fine di ottenere la migliore combinazione in grado di coniugare la microstrutturazione superficiale, la stabilità in ambiente acquoso e il cambiamento della bagnabilità del substrato in grado di condizionare il comportamento cellulare.