MATERIALI COMPOSITI A BASE DI FIBROINA PER LA PREPARAZIONE DI 3D-SCAFFOLDS CONTENENTI FATTORI BIOATTIVI
Progetto La seta è una fibra naturale di natura proteica. Le fibre della seta sono costituite principalmente da due proteine, la fibroina e la sericina. La fibroina, componente fibrosa della fibra di seta, è formata da zone cristalline, dove le catene polimeriche sono organizzate in strutture ordinate, alternate a zone semi-cristalline, responsabili dell'elasticità della fibra.
La fibroina, è definita dalla USP come un polimero non biodegradabile in quanto in vivo conserva le sue proprietà meccaniche per un periodo superiore a 60 giorni. Tuttavia, data la sua natura proteica, la fibroina è soggetta a degradazione enzimatica. E' documentato dalla letteratura che la fibroina perde la maggior parte della sua tenacità in un anno ed è completamente degradata in 2-3 anni. Nell'ambito della riparazione di lesioni e della rigenerazione di tessuti funzionali, sono state sviluppate delle strutture costituite da polimeri naturali o sintetici ("scaffold") che contengono nello stesso microambiente cellule autologhe e fattori di crescita o molecole bioattive. Queste entità strutturali possono essere progettate in 2 dimensioni (film o membrane) o 3 dimensioni (spugne o fibre). Grazie alle sue peculiarità, la fibroina rigenerata costituisce un materiale ideale idoneo da impiegarsi in ingegneria tissutale, quando è richiesta un'adeguata stabilità meccanica e una lenta velocità di degradazione dello scaffold.
Il progetto di ricerca è rivolto alla progettazione e realizzazione di scaffold a 3 dimensioni (3D-scaffold) costituiti da materiali compositi di fibroina rigenerata e contenenti fattori bioattivi che favoriscano la ricrescita di tessuto osseo. Particolare attenzione sarà rivolta allo studio del metodo di preparazione che dovrà permettere la produzione dello scaffold ed il caricamento del fattore bioattivo in un unico passaggio. Saranno studiati inoltre gli effetti del processo di sterilizzazione sulle proprietà del dispositivo. Data la natura proteica dei fattori bioattivi generalmente utilizzati per promuovere la proliferazione cellulare, le radiazioni ionizzanti costituiscono il metodo di elezione per la sterilizzazione finale degli scaffold. È noto dalla letteratura che il trattamento con raggi gamma e beta a basse dosi può indurre variazioni topografiche di alcuni biomateriali, quali ad esempio i copolimeri dell'acido lattico e glicolico. Pertanto sarà valutata la possibilità di progettare e produrre scaffold compositi con superficie nanostrutturata al fine di ottimizzare l'adesione, il differenziamento e la proliferazione delle cellule autologhe.
La ricerca sarà articolata nelle seguenti fasi di lavoro:
1. Valutazione degli effetti della sterilizzazione mediante radiazioni ionizzanti sulle proprietà chimico-fisiche e meccaniche della fibroina rigenerata;
2. Selezione del materiale composito idoneo alla preparazione dello scaffold;
3. Preparazione di 3D-scaffold placebo;
4. Preparazione di 3D-scaffold contenenti fattori bioattivi.