• cardiac patch
• cardiac tissue engineering
• enzima MMP-9
• infarto del miocardio
• ingegneria tissutale cardiaca
• MIP
• MMP-9 enzyme
• myocardial infarction
• patch cardiaco

L'infarto miocardico (MI) è una delle principali cause di morte per cause cardiache in tutto il mondo. Si stima che dei 17,3 milioni di decessi annui dovuti a malattie cardiovascolari, 7,3 milioni siano dovuti ad attacchi cardiaci e 6,2 milioni a ictus. In seguito all'infarto miocardico, il microambiente ipossico innesca l'apoptosi, disgrega la matrice extracellulare e forma una cicatrice non funzionale che porta a un rimodellamento avverso del ventricolo sinistro (LV). L'infarto miocardico scatena un'intensa risposta infiammatoria che è essenziale per la riparazione cardiaca, ma che è anche implicata nella patogenesi del rimodellamento post-infartuale: il rimodellamento post MI è responsabile dell'insufficienza cardiaca nei pazienti colpiti da infarto miocardico acuto.
I membri della famiglia delle collagenasi (come la MMP1), delle gelatinasi (tra cui la MMP2 e la MMP9) e delle catepsine sono upregolati nel cuore infartuato e contribuiscono alla frammentazione della ECM.

In questa tesi è stata studiata una combinazione di biomateriali per la produzione di un patch cardiaco impiantabile, biodegradabile, microstrutturato, funzionalizzato con nanoparticelle per supportare la crescita in situ di neo-tessuto post-MI. E’ stato scelto di utilizzare nanoparticelle con impronta per l’MMP9 per caricare il patch con l'obiettivo di prevenire il fenomeno fisiopatologico del rimodellamento ventricolare sinistro.
Il patch è stato progettato per imitare la struttura anisotropa e le proprietà meccaniche del miocardio.
Il patch è stato caratterizzato meccanicamente mediante analisi statica (con strumento INSTRON) e dinamica (DMA), chimicamente (FI-TR), termicamente (DSC) e morfologicamente (SEM). Inoltre è stata studiata la degradazione in diversi mezzi. Dei campioni a diversi step di degradazione sono state studiate le proprietà meccaniche e di degradazione. E’ stata valutata la cinetica di degradazione per poter associare i risultati alle fasi della rigenerazione del miocardio.
Infine, il monostrato è stato sterilizzato e caricato con nanoparticelle per MMP-9 per l'analisi cellulare.

Myocardial infarction (MI) is one of the leading causes of death from heart disease worldwide. It is estimated that of the 17.3 million annual deaths from cardiovascular disease, 7.3 million are from heart attacks and 6.2 million from strokes. Following myocardial infarction, the hypoxic microenvironment triggers apoptosis, disrupts the extracellular matrix, and forms a nonfunctional scar that leads to adverse left ventricular (LV) remodeling. Myocardial infarction triggers an intense inflammatory response that is essential for cardiac repair but is also implicated in the pathogenesis of post-infarct remodeling: post-MI remodeling is responsible for heart failure in patients with acute myocardial infarction.
Members of the collagenase family (such as MMP1), gelatinases (including MMP2 and MMP9), and cathepsins are upregulated in the infarcted heart and contribute to ECM fragmentation.

In this thesis, a combination of biomaterials was investigated for the production of an implantable, biodegradable, microstructured cardiac patch functionalized with nanoparticles to support in situ growth of post-MI neo-tissue. Nanoparticles with an imprint for MMP9 were chosen to load the patch with the aim of preventing the pathophysiological phenomenon of left ventricular remodeling.
The patch was designed to mimic the anisotropic structure and mechanical properties of myocardium.
The patch was characterized with static mechanically analysis (with INSTRON instrument) and dynamic (DMA) analysis; also, it was characterized chemically (FI-TR), thermally (DSC), and morphologically (SEM).
In addition, degradation in different media was studied. Of the samples at different degradation steps, mechanical and degradation properties were studied. The kinetics of degradation was evaluated in order to associate the results with the steps of myocardial regeneration.
Finally, the monolayer was sterilized and loaded with nanoparticles for MMP-9 for cellular analysis.