• elettrofilatura
• Nar
• PHA
• PHBHHx
• PHBV
• PLGA

Il presente lavoro di tesi è stato svolto presso il BIOlab Research Group del Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell’Università di Pisa, nel contesto di un più ampio progetto di ricerca interdisciplinare riguardante lo studio e l’applicazione in ambito biomedico di materiali polimerici biodegradabili e bioattivi al fine di studiare e sviluppare dispositivi medici impiantabili (scaffold) per la rigenerazione tissutale ed il rilascio controllato di farmaci. L’ingegneria tissutale rappresenta una delle principali tecniche di medicina rigenerativa, volta a integrare i principi della biologia cellulare, della scienza dei materiali e dell’ingegneria. L’approccio classico dell’ingegneria tissutale prevede lo sviluppo di sostituti biologici che imitino le caratteristiche anatomiche e funzionali dei tessuti nativi al fine di ripristinare e mantenere la normale funzione dei tessuti malati o danneggiati. A questo scopo sono stati selezionati il poli(3-idrossibutirrato-co-3idrossivalerato) (PHBV) ed il poli(3-idrossibutirrato-co-3-idrossiesanoato) (PHBHHx), poliesteri alifatici biodegradabili derivanti da fermentazioni batteriche, selezionati in virtù del loro ottenimento da fonti naturali sostenibili. È stata inoltre valutata la possibilità di caricare tali matrici polimeriche con un composto bioattivo, la naringenina, flavonoide noto per la sua attività antinfiammatoria e antiossidante.
Al fine di migliorarne la processabilità da soluzione, il PHBV è stato utilizzato in miscela 60:40 w/w con il poli(lattide-co-glicolide) (PLGA), poliestere biodegradabile già approvato da EMA e FDA per applicazioni biomediche, mentre il PHBHHx è stata utilizzato in miscela con il PLGA in rapporto 50:50 w/w. La lavorazione dei blend polimerici a base di PHBV-PLGA e PHBHHx-PLGA è avvenuta attraverso la tecnica di electrospinning, per la quale sono stati ottimizzati i parametri di fabbricazione.
L’electrospinning (elettrofilatura) è una tecnica di fabbricazione di strutture micro/nanofibrose (mesh) basata sull’alimentazione di una soluzione polimerica mediante un ugello all’interno di un campo elettrico. La strategia di caricamento della naringenina nella matrice polimerica ha previsto l’aggiunta del flavonoide alla soluzione polimerica di partenza (direct blending), la quale è stata poi processata mediante electrospinning. I dispositivi polimerici così realizzati sono stati sottoposti ad analisi mediante microscopia elettronica a scansione (SEM) per valutare l’influenza del caricamento con la naringenina sulla morfologia di mesh risultante. È stata valutata l’efficienza di incapsulamento ed il loading della naringenina tramite estrazione in etanolo e successiva analisi mediante spettroscopia UV-Vis. Sono state inoltre valutate le proprietà termiche dei campioni mediante calorimetria a scansione differenziale (DSC), e le attività antimicrobiche dei sistemi sviluppati. La biodegradazione in vitro delle mesh è stata studiata mediante incubazione per 12 settimane in tampone fosfato salino (PBS) a pH 7.4 e T=37°C. Analisi della variazione del peso dei campioni, del peso molecolare dei polimeri mediante cromatografia a esclusione sterica (SEC) e del rapporto fra unità comonomeriche mediante spettroscopia di risonanza magnetica nucleare al protone (1H-NMR) sono state svolte per determinare la cinetica di degradazione dei sistemi polimerici sviluppati.