scienze della vita roma, 22-23 ottobre 2012 - SIF

SCAFFOLD BIOMIMETICI COSTITUITI DA NANOFIBRE POLIMERICHE
PER L’INGEGNERIA DEI TESSUTI
Maria Letizia Focarete
Dipartimento di Chimica “G. Ciamician”
CIRI Scienze della vita e tecnologie per la salute – Unità Medicina Traslazionale - Università di
Bologna
via Selmi 2, 40126 Bologna, Italia
tel +39-0512099572, fax +39-051-2099456
marialetizia.focarete@unibo.it
Lo sviluppo di scaffold polimerici artificiali per l’ingegneria dei tessuti è un importante settore di
ricerca nell’ambito della medicina rigenerativa.
Nei tessuti biologici, in vivo, le cellule sono circondate e supportate dalla matrice extracellulare
(ECM), una complessa struttura fibrillare che è tipicamente organizzata su scala nanometrica. I
recenti progressi nello sviluppo delle nanotecnologie hanno consentito di sviluppare scaffold
costituiti da nanofibre polimeriche, biomimetici della ECM, che hanno un ruolo cruciale nel
controllare molte funzioni cellulari. Le caratteristiche biomimetiche degli scaffold possono infatti
giocare un ruolo fondamentale come guida nella rigenerazione dei tessuti biologici ed è stato
dimostrato che la topografia delle nanofibre, indipendentemente dalla composizione del materiale
polimerico, può influenzare alcuni comportamenti cellulari come l’adesione, la migrazione guidata
e l’allineamento cellulare, la proliferazione, la produzione di ECM e il differenziamento [1-5].
Per ottenere scaffold nanofibrosi, con diametri simili a quelli delle fibre dell’ECM (compresi tra i 50 nm
e i 500 nm) e con le caratteristiche morfologiche della ECM su scala nanometrica, una tecnica utile è
rappresentata dall’elettrofilatura [6]. L’elettrofilatura è una tecnica semplice ed economica
caratterizzata da una grande versatilità che consente di ottenere nanofibre polimeriche continue per
la produzione di scaffold polimerici partendo sia da polimeri di origine naturale che da polimeri di
sintesi. Mediante tale tecnica è possibile fabbricare scaffold di varie forme e dimensioni (vedi
Figura) con fibre disposte in maniera casuale oppure orientate secondo disposizioni desiderate.
Questa presentazione illustrerà la fabbricazione e l’applicazione degli scaffold nanofibrosi mediante
la tecnologia dell’elettrofilatura. Verranno mostrate le potenzialità di questa tecnologia che consente
di produrre materiali con un’ampia gamma di proprietà chimico-fisiche e meccaniche, per
applicazioni nel settore della medicina rigenerativa.
Un aspetto molto interessante è rappresentato dalla facilità con la quale è possibile controllare e
modulare l’architettura degli scaffold su scala nano/micrometrica, in termini di diametri delle fibre,
porosità superficiale delle fibre e loro orientazione, agendo sui parametri di processo. Un ulteriore
vantaggio è dato dalla possibilità di incorporare nelle fibre agenti bioattivi o farmaci (come
antibiotici, agenti antitumorali, proteine, ecc.) e dalla possibilità di funzionalizzare le nanofibre con
molecole di interesse biologico [7]. Anche sospensioni contenenti cellule viventi sono state
elettrofilate con successo [8]. Questa tecnologia permette, infine, di ottenere scaffold ibridi o
22