Scopo della tesi
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Scopo della tesi
Negli ultimi decenni si è sviluppato un crescente interesse per la realizzazione di polimeri biodegradabili in applicazioni in campo biomedico. In particolare la realizzazione di scaffold porosi da utilizzare come supporto per la rigenerazione di organi e tessuti, è al centro di numerose ricerche. I poliuretani hanno ricevuto una notevole attenzione in questo settore, per la facile modulabilità della loro struttura e di conseguenza delle proprietà meccaniche, biodegradabilità e citocompatibilità. Questo lavoro di tesi sarà volto quindi verso la sintesi e caratterizzazione di poliesteriuretani e poliesteriuretani-uree realizzati con opportuni monomeri, in modo che i prodotti di degradazione risultino non cancerogeni e/o tossici. Saranno realizzati così poliuretani già parzialmente presi in esame in precedenti lavori, al fine di caratterizzarli dettagliatamente e valutare come differenze nella composizione possano influenzare le caratteristiche chimico-fisiche e le risposte a livello biologico; è possibile in tal modo evidenziare i migliori candidati per applicazioni nel campo della medicina rigenerativa. Verranno inoltre realizzate strutture a diversa geometria, mediante tecniche di prototipazione rapida, in modo da identificare strategie adatte alla fabbricazione di scaffolds per l’ingegneria tissutale con questi materiali.
Questo lavoro di tesi sarà inoltre rivolto verso la realizzazione di materiali biomimetici, capaci di determinare specifiche risposte cellulari e dirigere la formazione di nuovi tessuti mediante meccanismi di riconoscimento a livello molecolare.
Questo scopo sarà perseguito mediante due differenti approcci, che prevedono la formazione di legami covalenti tra materiale e molecole bioattive, quali proteine della matrice extracellulare o loro brevi sequenze peptidiche, che intervengono nelle interazioni con i recettori cellulari.
Nel primo approccio verrà realizzata una modifica superficiale, mediante tecnica al plasma, aggraffando monomeri contenenti gruppi reattivi, seguito dal coupling con le biomolecole. In particolare sarà presa in considerazione la gelatina, proteina derivante dalla denaturazione del collagene, il quale costituisce uno dei principali componenti della matrice extracellulare (ECM). Saranno anche selezionati poliamminoacidi basici, capaci di interagire a livello di legami di natura elettrostatica con le membrane cellulari.
Il secondo approccio, più innovativo, riguarderà una modifica della massa. Saranno sintetizzati estensori di catena opportunamente funzionalizzati con la sequenza peptidica RGD (arginina, glicina, acido aspartico) dominio di adesione presente in proteine della ECM, quali fibronectina e laminina. Tali estensori saranno sintetizzati facendo uso dei normali protocolli previsti per la sintesi peptidica in fase solida o liquida. Verranno presi in esame dioli (di sintesi e commerciali) e diammine (a base di L-lisina) legati covalentemente al peptide, opportunamente protetto.
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23 Sarà inoltre valutata l’importanza di inserire uno spaziatore tra la catena polimerica e il frammento peptidico, che consenta al peptide di sporgere dalla superficie artificiale per raggiungere il sito di legame dell’integrina.
Tali estensori saranno quindi utilizzati nella sintesi di poliuretani, che verranno caratterizzati dal punto di vista chimico-fisico.
Sarà infine valutata la citocompatibilità dei polimeri modificati con le due differenti strategie, al fine di evidenziare le variazioni nei valori di adesione cellulare, determinate dalla presenza delle molecole bioattive.
