Studio di una strategia di accoppiamento tra schiuma poliuretanica e fibroina della seta per la realizzazione di un materiale composito per l'ingegnerizzazione della trachea

Il presente lavoro di tesi rientra nell’ambito dell’ingegneria dei tessuti, che non può prescindere dall’utilizzo di uno scaffold in materiale polimerico biocompatibile che funga da supporto per l’adesione e la proliferazione di cellule necessarie per la rigenerazione del tessuto di interesse. Lo scopo del presente lavoro è quello di sviluppare una metodologia per il rivestimento di schiume poliuretaniche con fibroina della seta elettrofilata al fine di realizzare un materiale composito adeguato per la realizzazione di uno scaffold per la rigenerazione della trachea. A tal fine, sono state sintetizzate schiume poliuretaniche aventi differenti proprietà chimico-fisiche, morfologiche e meccaniche. Tali schiume sono state sottoposte a diversi trattamenti per promuovere l’adesione della fibroina della seta al substrato poliuretanico poroso. Mediante analisi morfologiche è stato possibile selezionare un trattamento ottimale che garantisse un rivestimento omogeneo su tutta la superficie della schiuma poliuretanica. Inoltre, per valutare i possibili effetti indotti dal solvente utilizzato nel processo di electrospinning, la schiuma poliuretanica è stata sottoposta a prove di caratterizzazione morfologica, chimico-fisica, meccanica e di interazione cellulare in vitro. Le analisi svolte hanno permesso di verificare che l’interazione con il solvente determina un irrigidimento della schiuma, senza provocare variazioni significative nelle caratteristiche strutturali e morfologiche della schiuma né il rilascio di prodotti a basso peso molecolare citotossici. Il solvente scelto può essere quindi impiegato per l’elettrofilatura della fibroina della seta sulla schiuma poliuretanica. Le osservazioni al SEM eseguite sul composito schiuma poliuretanica/fibroina della seta elettrofilata hanno mostrato una distribuzione omogenea della fibroina della seta elettrofilata su tutta la superficie della schiuma. Le caratteristiche meccaniche sono state studiate mediante prove a trazione e compressione, prove di distacco del rivestimento di fibroina elettrofilata dal substrato e prove di resistenza alla sutura. I risultati hanno riscontrato una diminuzione delle proprietà meccaniche per le schiume imbibite con fluido physiological-like rispetto a quelle studiate a secco. Si è osservata una buona adesione tra schiuma poliuretanica e rivestimento in fibroina della seta e una forza di resistenza alla sutura dipendente dalla zona di possibile suturabilità. I promettenti risultati ottenuti in questo lavoro di tesi permetteranno, in sviluppi futuri, l’utilizzo di questo materiale composito per la realizzazione di uno scaffold tubolare finalizzato all’ingegnerizzazione della trachea.