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

In questa sede si propone l’utilizzo del PCL per la realizzazione di scaffolds
tridimensionali ottenuti mediante diverse metodologie e tecniche di realizzazione
al fine di sostituire, in termini meccanici e microstrutturali, tessuti duri
mineralizzati ed in particolare il tessuto osseo trabecolare.
L’obiettivo principale di questo studio è rivolto al raggiungimento di una porosità
opportuna all’interno della struttura polimerica caratterizzata da un elevato grado
di interconnessione dei pori ed una distribuzione spaziale omogenea in grado di
favorire i meccanismi di adesione, differenziamento e proliferazione cellulare e di
fornire lo spazio necessario per la neovascolarizzazione dei tessuti circostanti in
vivo consentendo sia la circolazione di sostanze nutritive indispensabili al
sostentamento cellulare che l’eliminazione di scorie e sostanze metaboliche di
rifiuto.
Al contempo i tempi di degradazione del polimero, opportunamente lunghi,
consentono alla struttura polimerica di mantenere gli spazi necessari all’interno
dello scaffold affinché le cellule possano proliferare fino alla completa ricrescita
del tessuto in formazione [ 5 ]. Inoltre non bisogna dimenticare che esiste un
intimo legame, ancora non completamente spiegato in letteratura, tra la natura
dell’architettura dei tessuti ed il microambiente ideale alla loro rigenerazione.
In altri termini per ogni tipologia di tessuto esiste una dimensione ottimale dei
pori all’interno dello scaffold che consente alle cellule di attivarsi in modo da
riprodurne la struttura. In quest'ottica, nel caso della rigenerazione del tessuto
osseo, molti ricercatori indicano un range dimensionale ottimale dei pori
compreso tra 150 e 400 µm [ 6 ][ 7 ], anche se altri studiosi (Yoshikawa ed altri)
ritengono preferibili pori di dimensioni più elevate (400-500 µm) [ 8 ].
In questo lavoro di tesi si propone la realizzazione di scaffold macroporosi in
policaprolattone mediante le seguenti tecniche:
1. Phase inversion/particulate leaching (PI/SL)
2. Separazione di fase indotta dalla temperatura (TIPS);
3. Pseudo-sinterizzazione per fusione di microsfere (MIMS);
La tecnica del phase inversion/salt leaching consente di realizzare scaffold a
porosità controllata mediante l’impiego di agenti porogeni, generalmente cristalli
di NaCl e/o saccarosio. La loro estrazione dal network polimerico permette di
ottenere strutture macroporose (L-macropori) con grado di porosità superiore al
90% in volume ed elevato grado interconnessione dei pori. Attraverso un’attenta
selezione della forma e delle dimensioni dei cristalli è possibile modulare la forma
e la dimensione media dei pori all’interno del costrutto.
In aggiunta, la separazione termodinamica polimero/solvente indotta da un
opportuno non solvente consente di realizzare una macroporosità di scala ridotta
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