ETD

• interfacce neurali
• parylene-C

L’obiettivo della tesi è lo sviluppo di un rivestimento avanzato per interfacce neurali invasive per sistema nervoso periferico. Nonostante i notevoli miglioramenti ottenuti grazie all’ impiego e allo sviluppo di nuovi materiali per rivestimento, le problematiche legate all’interfaccia dispositivo-sito di impianto rimangono ancora oggi solo parzialmente risolte.
La bio-ed immunocompatibilità del materiale di rivestimento dell’elettrodo rappresentano, infatti, un requisito fondamentale per garantire stabilità e prestazioni a lungo termine di tali dispositivi.
La mancanza di un rivestimento idoneo provoca una risposta biologica da parte dei tessuti di impianto con successive reazioni infiammatoria e immunitaria.
Inoltre, la composizione chimica superficiale del materiale può cambiare completamente in seguito al contatto con fluidi biologici e portare alla perdita di biocompatibilità morfologica, funzionale e biologica con conseguente fallimento del dispositivo.
Questo progetto di tesi mira a migliorare la compatibilità biologica e funzionale del Parylene-C (scelto come materiale di studio) in modo da contribuire alla stabilità e affidabilità delle interfacce neurali in applicazioni croniche.
In primis è stata condotta una ricerca bibliografica sulle interfacce neurali invasive per sistema nervoso periferico, con particolare attenzione ai materiali impiegati per la loro realizzazione e alle risposte indotte da questi ultimi sul tessuto neurale (in funzione della natura chimica, delle proprietà meccaniche e morfologiche). Successivamente è stato sviluppato e caratterizzato un modello di rivestimento innovativo mediante funzionalizzazione superficiale di Parylene-C. La funzionalizzazione è stata effettuata attraverso trattamento al plasma di ossigeno (come controllo) e acilazione di Friedel Craft. Il trattamento al plasma ha portato al riassetto dell’intera struttura molecolare e alla formazione di ioni idrossido sulla superficie del polimero, mentre l’acilazione ha permesso di creare legami carbonio-carbonio con l’anello benzenico del monomero di parylene-C. Entrambi i processi sono stati realizzati al fine di introdurre gruppi funzionali sulla superficie del polimero e consentire legami di tipo a idrogeno o covalente con il chitosano, scelto per le sue ottime caratteristiche di adesione e proliferazione cellulare, per il basso modulo di Young e per le interazioni elettrostatiche con glicosamminoglicani e proteoglicani presenti nella matrice extracellulare.
La caratterizzazione basata su analisi AFM (microscopia a forza atomica), SCA (misura dell’angolo di contatto statico), FTIR ( spettroscopia tramite trasformata di Fourier), SEM ( microscopia elettronica a scansione) è stata eseguita pre e post funzionalizzazione per ottenere un confronto.
Infine, il modello è stato validato tramite prove in vitro di adesione cellulare con PC12 (linea cellulare derivata dal feocromocitoma della midollare del surrene di ratto) e di differenziamento cellulare con PC12+NGF (fattore di crescita neurale).