Materiali e Tecnologie per la realizzazione di sostituti - FedOA ...

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La compatibilità biologica dei substrati, già garantita dall’impiego del
policaprolattone caratterizzato da spiccate doti di biocompatibilità e da opportuni
tempi di degradazione, è stata ottimizzata integrando alla matrice polimerica
segnali bioattivi di natura ceramica (idrossiapatite) o polimerica (Hyaff11) i quali
contribuiscono ad incrementare il potere osteoconduttivo e, complessivamente, la
compatibilità biologica dei substrati favorendo i meccanismi di migrazione ed
adesione cellulare nonchè accelerando i processi biomimetici del tessuto osseo
naturale.
La risposta biologica dei substrati, realizzati in solo PCL mediante phase
inversion/salt leaching, è stata verificata qualitativamente mediante procedure di
semina statica e dinamica a 7 giorni per la valutazione dell’adesione e della
proliferazione di osteoblasti attraverso un semplice dispositivo a perfusione del
mezzo di coltura, costruito ad hoc.
La compatibilità strutturale con il tessuto osseo è stata realizzata parzialmente
mediante sistemi di rinforzo fibroso a base di fibre polimeriche di acido
polilattico integrate alla matrice mediante tecniche convenzionalmente impiegate
per la realizzazione di materiali compositi (filament winding), e sistemi di rinforzo
particellare a base di polveri ceramiche di fosfato di calcio nella forma di α-TCP.
L’impiego congiunto dei due sistemi di rinforzo ha consentito un incremento
della risposta meccanica della struttura porosa fino a due ordini di grandezza
rispetto al caso non rinforzato meccanicamente anche se i valori meccanici
raggiunti risultano ancora al di sotto di quelli richiesti per la sostituzione del
tessuto osseo naturale.
Il principale limite delle strutture realizzate mediante la tecnica del salt leaching
resta la ridotta omogeneità di distribuzione spaziale dei pori determinata dal
controllo, solo parziale, della dispersione dei cristalli di cloruro di sodio all’interno
della matrice.
In quest’ottica sono state ottimizzate altre due tecniche finalizzate ad ottenere un
maggiore controllo della porosità strutturale in termini di dimensione e di
distribuzione spaziale dei pori.
La tecnica di separazione di fase termicamente indotta (TIPS) ha consentito di
ottenere strutture tridimensionali ad elevato grado di porosità mediante
l’applicazione di un raffreddamento ∆T al di sotto della temperatura di
intorbidimento (cloud point), caratteristica del sistema polimero/solvente
considerato, e la successiva eliminazione del componente maggiormente volatile.
La modulazione dei parametri connessi alla geometria del sistema (es. spessore),
ed alle fasi di separazione (temperatura e velocità di raffreddamento) e di
estrazione del solvente (vacuum extraction, freeze dipping) ha permesso un