scienze della vita roma, 22-23 ottobre 2012 - SIF
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SCAFFOLD BIOMIMETICI COSTITUITI DA NANOFIBRE POLIMERICHE<br />
PER L’INGEGNERIA DEI TESSUTI<br />
Maria Letizia Focarete<br />
Dipartimento di Chimica “G. Ciamician”<br />
CIRI Scienze <strong>della</strong> <strong>vita</strong> e tecnologie per la salute – Unità Medicina Traslazionale - Università di<br />
Bologna<br />
via Selmi 2, 40126 Bologna, Italia<br />
tel +39-0512099572, fax +39-051-2099456<br />
marialetizia.focarete@unibo.it<br />
Lo sviluppo di scaffold polimerici artificiali per l’ingegneria dei tessuti è un importante settore di<br />
ricerca nell’ambito <strong>della</strong> medicina rigenerativa.<br />
Nei tessuti biologici, in vivo, le cellule sono circondate e supportate dalla matrice extracellulare<br />
(ECM), una complessa struttura fibrillare che è tipicamente organizzata su scala nanometrica. I<br />
recenti progressi nello sviluppo delle nanotecnologie hanno consentito di sviluppare scaffold<br />
costituiti da nanofibre polimeriche, biomimetici <strong>della</strong> ECM, che hanno un ruolo cruciale nel<br />
controllare molte funzioni cellulari. Le caratteristiche biomimetiche degli scaffold possono infatti<br />
giocare un ruolo fondamentale come guida nella rigenerazione dei tessuti biologici ed è stato<br />
dimostrato che la topografia delle nanofibre, indipendentemente dalla composizione del materiale<br />
polimerico, può influenzare alcuni comportamenti cellulari come l’adesione, la migrazione guidata<br />
e l’allineamento cellulare, la proliferazione, la produzione di ECM e il differenziamento [1-5].<br />
Per ottenere scaffold nanofibrosi, con diametri simili a quelli delle fibre dell’ECM (compresi tra i 50 nm<br />
e i 500 nm) e con le caratteristiche morfologiche <strong>della</strong> ECM su scala nanometrica, una tecnica utile è<br />
rappresentata dall’elettrofilatura [6]. L’elettrofilatura è una tecnica semplice ed economica<br />
caratterizzata da una grande versatilità che consente di ottenere nanofibre polimeriche continue per<br />
la produzione di scaffold polimerici partendo sia da polimeri di origine naturale che da polimeri di<br />
sintesi. Mediante tale tecnica è possibile fabbricare scaffold di varie forme e dimensioni (vedi<br />
Figura) con fibre disposte in maniera casuale oppure orientate secondo disposizioni desiderate.<br />
Questa presentazione illustrerà la fabbricazione e l’applicazione degli scaffold nanofibrosi mediante<br />
la tecnologia dell’elettrofilatura. Verranno mostrate le potenzialità di questa tecnologia che consente<br />
di produrre materiali con un’ampia gamma di proprietà chimico-fisiche e meccaniche, per<br />
applicazioni nel settore <strong>della</strong> medicina rigenerativa.<br />
Un aspetto molto interessante è rappresentato dalla facilità con la quale è possibile controllare e<br />
modulare l’architettura degli scaffold su scala nano/micrometrica, in termini di diametri delle fibre,<br />
porosità superficiale delle fibre e loro orientazione, agendo sui parametri di processo. Un ulteriore<br />
vantaggio è dato dalla possibilità di incorporare nelle fibre agenti bioattivi o farmaci (come<br />
antibiotici, agenti antitumorali, proteine, ecc.) e dalla possibilità di funzionalizzare le nanofibre con<br />
molecole di interesse biologico [7]. Anche sospensioni contenenti cellule viventi sono state<br />
elettrofilate con successo [8]. Questa tecnologia permette, infine, di ottenere scaffold ibridi o<br />
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