ETD system

Electronic theses and dissertations repository

 

Tesi etd-10252014-182141


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
RIVELLI, MATILDE
URN
etd-10252014-182141
Title
Sviluppo e caratterizzazione di un rivestimento innovativo per interfacce neurali invasive mediante funzionalizzazione di Parylene C
Struttura
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA BIOMEDICA
Supervisors
relatore Prof. Micera, Silvestro
tutor Ing. Righi, Martina
tutor Dott. Puleo, Gian Luigi
tutor Dott. Giudetti, Guido
controrelatore Prof. Vozzi, Giovanni
Parole chiave
  • interfacce neurali
  • parylene-C
Data inizio appello
02/12/2014;
Consultabilità
Secretata d'ufficio
Data di rilascio
02/12/2084
Riassunto analitico
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).
File