Studio preclinico su uno scaffold nanofibroso elettroconduttivo con rivestimento in polidopamina e rilascio di NGF per la rigenerazione dei nervi periferici

Peripheral nerve injuries represent one of the major clinical challenges, as they can lead to permanent functional impairment and significantly affect patients’ quality of life. Despite advances in microsurgical techniques and rehabilitation protocols, the currently available therapeutic options remain limited and do not always ensure complete recovery of sensory and motor function.In this context, the article discussed in this paper evaluates the development of a novel engineered scaffold that integrates multiple regenerative elements to recreate a microenvironment conducive to nerve regeneration. Specifically, the scaffold consists of aligned electrospun polycaprolactone nanofibers designed to guide axonal growth; reduced graphene oxide, incorporated to provide the electrical conductivity necessary to enhance neuronal signal transmission; and a polydopamine coating aimed at increasing the hydrophilicity of the material, promoting cell adhesion, and enabling the sustained release of nerve growth factor (NGF).This combination provides continuous biochemical stimulation, which is essential for the differentiation and growth of neural tissue. In vitro studies demonstrated a significant improvement in PC12 cell proliferation and neurite outgrowth, as well as upregulation of neuronal marker genes Tubb3 and Map2 expression. The preclinical study involved forty female Sprague–Dawley rats randomly assigned to four experimental groups according to the type of implant (n = 5 per group): (i) autograft group; (ii) PCL/rGO group; (iii) PCL/rGO-PDA group; and (iv) PCL/rGO-PDA-NGF group. In each rat, a 10 mm nerve segment was surgically excised. Functional assessments, histological evaluation of the gastrocnemius muscle, and structural analyses of the regenerated nerves were performed 12 weeks postoperatively. The results demonstrated favorable outcomes in the PCL/rGO-PDA-NGF group, with findings comparable to those observed in the autograft group. Overall, the collected evidence indicates that the scaffold effectively recreates a regenerative microenvironment through synergistic multifunctional stimuli, offering a promising alternative to autografting in cases of nerve injury with segmental loss.

Le lesioni dei nervi periferici rappresentano una delle principali sfide cliniche, poiché possono determinare una compromissione funzionale permanente e incidere in modo significativo sulla qualità di vita dei pazienti. Nonostante i progressi nelle tecniche microchirurgiche e nei protocolli riabilitativi, le opzioni terapeutiche disponibili restano limitate e non sempre assicurano un recupero completo della funzione sensitiva e motoria. In tale contesto, l’articolo considerato in questo elaborato valuta lo sviluppo di un nuovo scaffold ingegnerizzato che integra diversi elementi rigenerativi, per ricreare un microambiente favorevole alla rigenerazione del nervo. Nello specifico, lo scaffold è costituito da nanofibre di policaprolattone allineate ed elettrofilate, progettate per guidare la crescita assonale; ossido di grafene ridotto, volto a garantire la conduttività elettrica necessaria a migliorare la trasmissione del segnale neuronale; e un rivestimento in polidopamina, finalizzato ad aumentare l’idrofilia del materiale, promuovere l’adesione cellulare e consentire il rilascio prolungato del fattore di crescita nervoso (NGF). Tale combinazione fornisce una stimolazione biochimica continua, fondamentale per il differenziamento e la crescita del tessuto nervoso. Gli studi in vitro hanno evidenziato un miglioramento significativo della proliferazione delle cellule PC12 e dell’estensione dei neuriti, nonché una sovraregolazione dell’espressione dei geni marker neuronali Tubb3 e Map2. Lo studio preclinico ha coinvolto quaranta ratti Sprague-Dawley, femmine, casualmente assegnati a quattro gruppi sperimentali diversi in funzione del tipo di impianto (n = 5/gruppo): i) gruppo autotrapianto; ii) gruppo PCL/rGO; iii) gruppo PCL/rGO-PDA; iv) gruppo PCL/rGO-PDA-NGF. In ciascun ratto è stato asportato un segmento nervoso di 10 mm. I test effettuati, comprendenti analisi funzionali, valutazioni istologiche del muscolo gastrocnemio e analisi strutturali dei nervi, a 12 settimane dall’intervento, hanno evidenziato risultati favorevoli nel gruppo PCL/rGO-PDA-NGF, con dati confrontabili a quelli del gruppo autotrapianto. Le evidenze raccolte dimostrano che lo scaffold ricrea efficacemente un microambiente rigenerativo tramite stimoli multifunzionali sinergici, offrendo un’alternativa promettente all’autotrapianto nel caso di lesione nervosa con perdita di sostanza.