Biomateriali e scaffold per la ricostruzione tracheale: stato dell'arte e limiti clinici

L’obiettivo di questa tesi è quello di illustrare in modo critico il ruolo dei biomateriali e degli scaffold nella ricostruzione tracheale, ponendo particolare attenzione alle strategie attuali utilizzate dalla chirurgia e dall’ingegneria tissutale, tracciando infine le prospettive future e le sfide in tale ambito. La tesi si apre con una panoramica dell’anatomia e delle principali patologie tracheali, per poi approfondire le strategie attuali sviluppate dalla chirurgia con le varie tipologie di innesti tracheali, riportando alcuni esempi di casi clinici e le complicanze post-operatorie che essi possono determinare. Si procede con l’analisi dei biomateriali utilizzati nella realizzazione di sostituti tracheali distinguendoli tra sintetici, naturali, ibridi, intelligenti e idrogel. Vengono approfonditi gli approcci tipici del tissue engineering basati su processi di decellularizzazione, ricellularizzazione, immunomodulazione, facendo riferimento alle fonti cellulari e ai meccanismi coinvolti nella vascolarizzazione e nella maturazione dei costrutti. L’analisi della letteratura evidenza i miglioramenti raggiunti nelle prestazioni biologiche e meccaniche degli scaffold con migliore integrazione con i tessuti dell’ospite e rigenerazione tracheale. Ciononostante, permangono numerose sfide aperte tra cui il mantenimento a lungo termine delle prestazioni meccaniche, la riduzione della risposta immunitaria dell’ospite, la difficoltà di vascolarizzazione e la mancanza di attuali protocolli standardizzati per la valutazione preclinica e clinica. Al termine si analizzano le tecnologie ingegneristiche che contribuiscono nella realizzazione di sostituti tracheali sempre più avanzati come la stampa 3D, l’uso dell’intelligenza artificiale e della medicina personalizzata. Nonostante i risultati positivi ottenuti, anche queste tecniche richiedono ulteriori conferme cliniche.