Valutazione di nuovi idrogeli di gelatina e progettazione di substrati idonei alla rigenerazione del tessuto vascolare

The aim of this work of thesis was to evaluate the features of crosslinked gelatin hydrogels as scaffolds or coating for scaffolds for applications in soft tissue engineering. In this work of thesis, a synthesis procedure was set up to obtain hydrogels made of gelatin covalently crosslinked with MBA and their physic-mechanical behaviors were studied. Hydrogels synthesized in this work of thesis demonstrated to be stable in physiological-like fluids for more than 21 days. Moreover, mechanical features and swelling of hydrogel can be easily adjustable thanks to crosslinking degree and dehydratation method. In this way, it is possible to obtained scaffolds that best mimic the mechanical behavior of tissues which are going to replace or regenerate. Furthermore, it was studied a method to coat an elecrospun silk fibroin matrix with gelatin hydrogel and the influence of the coating on mechanical behavior was investigated. It was observed that gelatin gel formed a homogeneous coating on silk fibroin matrix that increased the mechanical behavior compared to nude matrix. Finally, in vitro cellular test on synthesized hydrogels and silk fibroin structures showed good results that pull for exploiting these matrices as scaffolds for soft tissue engineering.

Lo studio condotto nel presente lavoro di tesi è volto a valutare le caratteristiche degli idrogeli di gelatina reticolata come possibili scaffold o rivestimenti di scaffold per applicazioni nell’ingegneria dei tessuti soft. In questo lavoro di tesi, si è studiata la sintesi attraverso un’addizione di tipo Michael di idrogeli a base di gelatina e MBA a diverso grado di reticolazione e la loro caratterizzazione fisica e meccanica. Il processo di sintesi si è dimostrato adeguato per la produzione di gel stabili fino a 21 giorni in fluidi simil-fisiologici. Inoltre, le caratteristiche meccaniche ed il rigonfiamento degli idrogeli possono esser facilmente regolabili in base al grado di reticolazione e al metodo di disidratazione. In questo modo si possono realizzare supporti cellulari che meglio imitano le caratteristiche meccaniche dei tessuti che dovranno sostituire o rigenerare. Oltre a ciò, si è studiato un metodo per rivestire una matrice piana di fibroina della seta elettrofilata con un idrogelo di gelatina, analizzando l’influenza del coating di gelatina sulle proprietà meccaniche della sola matrice di fibroina elettrofilata. Si è osservato che il gel di gelatina è penetro in tutto lo spessore della matrice formando un rivestimento omogeneo e uniforme. Inoltre, tale rivestimento ha l’effetto di aumentare le proprietà meccaniche rispetto la matrice di sola fibroina. Infine, le prove di interazione cellulare in vitro condotte sui gel sintetizzati e sulle strutture in fibroina della seta hanno mostrato risultati incoraggianti per l’utilizzo di queste matrici come scaffold di tessuti soft.