Sviluppo di fibre core-shell per lo studio della risposta cellulare a substrati con differente rigidezza

In a physiological environment, cells are continuosly stimulated by various kind of external signals, which influence their behaviour, for example the rigidity of ECM. In the field of tissue engineering, they try to mimic the extracellular environment in which cells live, reproducing very similar boundary condition, to study the cell response and obtain useful information for in vivo applications. In literature there are works that have studied the cell response when the rigidity changes, proposing different solutions for the realization of the support structure. In this thesis work is dedicated to the development of core-shell fibers for studying the cellular response to varying stiffness using the coaxial ES, because it permits an effective decoupling of the surface chemistry from the stiffness of the inner layer. The materials used for this purpose were: PCL with two molecular weights for the core and gelatine for the shell. The samples obtained were analyzed by SEM to verify the fiber diameters, distributions and the precence of defects. The results obtained confirm the use of core-shell fibers to test and verify the cellular behaviour as the stiffness gradient varies. The effectiveness of this solution will need to be verified using specially designed cellular tests.

In ambiente fisiologico le cellule vengono continuamente stimolate da segnali esterni di varia natura che ne influenzano il loro comportamento, ad esempio la rigidezza dell’ECM. Nel campo dell’ingegneria dei tessuti si cerca di mimare l’ambiente extracellulare in cui vivono le cellule, ricreando condizioni al contorno molto simili, per studiare la riposta cellulare ed avere informazioni utili per applicazioni in vivo. In letteratura sono presenti degli studi che hanno sperimentato la risposta delle cellule al variare della rigidezza, proponendo diverse soluzioni per la realizzazione della struttura di supporto. Questo lavoro d tesi è stato dedicato allo sviluppo di fibre core-shell per studiare la risposta delle cellule al variare della rigidezza utilizzando l’ES coassiale, poiché permette un efficace disaccoppiamento della chimica di superficie dalla rigidezza dello strato interno. I materiali scelti a tale scopo sono stati: PCL con due pesi molecolari per il core e la gelatina per lo shell. Infine sui campioni sono state fatte prove di reticolazione per minimizzare la solubilità della gelatina e per verificare la presenza della gelatina sullo shell è stato effettuato il test della ninidrina. I campioni ottenuti sono stati analizzati al SEM per verificare i diametri delle fibre, la distribuzione e la presenza di difetti. I risultati ottenuti supportano l’utilizzo di fibre core-shell per testare e verificare il comportamento cellulare al variare della rigidezza. L’efficacia di tale soluzione dovrà essere verificata tramite prove cellulari appositamente progettate.