Page 176 - Tailoring Electrospinning Techniques for Regenerative Medicine - Marc Simonet

L’ingegneria dei tessuti è una tecnica che permette la produzione di tessuti biologici viventi. Lo sca old è la base per la creazione di questi tessuti e determina un ambiente adatto all’adesione delle cellule e alla produzione di matrice extracellulare (MEC). Per poter sfruttare il potenziale dell’ingegneria tissutale, è necessario che lo sca old simuli la MEC nativa, assomigliando il più possibile al tessuto che si vuole sostituire. Per questo motivo, la tecnica dell’electrospinning ha catturato l’attenzione dei ricercatori per la produzione di sca old per l’ingegneria dei tessuti. L’electrospinning permetter di processare numerose tipologie di materiali in sca old caratterizzati da fibre, che ricordano nella loro struttura la matrice extracellulare. Molti dei fattori biomimetici più importanti, tra cui le proprietà meccaniche, la biocompatibilità, e il profilo di degradazione, sono correlati sia alla scelta del materiale che viene processato, sia ai parametri utilizzati per processarlo con l’electrospinning. Per istruire le cellule e controllare la produzione di MEC, di erenti bio-molecole attive possono essere incluse nello sca old. Lo scopo di questa tesi è di proporre diversi meccanismi per migliorare la riproducibilità, funzionalità e applicabilità di sca old ottenuti via electrospinning, e adatti ad essere utilizzati sia in- vivo che in-situ, in modo da sottolineare e migliorare l’adattabilità dell’electrospinning come metodo per lo sviluppo di prodotti per la medicina rigenerativa.
La mancanza di riproducibilità è la limitazione più grande nella produzione di prodotti biomedici
tramite la tecnica dell’electrospinning. Durante questo dottorato, è stata sviluppata una cabina per il controllo climatico che permette di migliorare la riproducibilità del processo di electrospinning, ed in particolare la stabilità, la morfologia e l’allineamento delle fibre ottenute. In aggiunta, questa cabina climatizzata permette di sfruttare i parametri ambientali, come l’umidità relativa dell’aria, per cambiare alcune caratteristiche dello sca old, tra cui la morfologia delle fibre.
L’infiltrazione delle cellule all’interno dello sca old è un requisito fondamentale per ottenere una produzione omogenea di MEC nel costrutto. Una limitazione comune dell’electrospinning è la formazione di fibre molto vicine tra loro e addensate una sopra l’altra, che limitano la penetrazione delle cellule nelle parti più interne dello sca old. L’infiltrazione delle cellule risulta totalmente assente quando le fibre sono più piccole di qualche micrometro in diametro.
La prima parte della tesi è incentrata sull’aumento ed il controllo dello spazio tra le fibre dello sca old, sfruttando un processo noto come low temperature electrospinning (LTE) ovvero la produzione di sca old via electrospinning a bassa temperatura. Ra reddando il collettore ad almeno -35°C, è possibile ottenere la deposizione contemporanea di fibre polimeriche e cristalli di ghiaccio, che derivano dall’umidità dell’aria che condensa sul collettore. Questi cristalli di ghiaccio sono circondati dalle fibre polimeriche e servono a creare una maggiore
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