Processi elettroidrodinamici applicati alle proteine della seta per lo sviluppo di membrane nanostrutturate per applicazioni biomedicali

In questo lavoro di tesi si esamina la produzione di membrane polimeriche nanostrutturate in grado di promuovere il processo di rigenerazione cellulare. Le membrane nanostrutturate hanno guadagnato molta attenzione nel campo della ricerca biomedicale grazie alle loro particolari proprietà fisico-meccaniche, in particolar modo nell'ambito cosmetico e dell’ingegneria tissutale. Verrà esaminata la produzione di membrane polimeriche mediante processi elettroidrodinamici, in particolare attraverso la tecnica dell’elettrospinnig. Questa tecnica risulta essere una delle tecnologie più versatili ed efficienti per la produzione di supporti polimerici. Essa consiste nell’elettrificazione di una soluzione che viene stirata per generare filamenti nanometrici, i quali si depositano su un collettore formando la membrana finale. In questo lavoro sono stati considerati tre casi studio: “Green-Fibroina”, “Green-PVA/Fibroina” e “Chitosano/PEO/Fibroina”. Nel primo studio è stata utilizzata una soluzione totalmente “green” contenente solo acqua e la principale proteina della seta, la fibroina. Nel secondo studio si è voluto mantenere l’ambiente “green” utilizzando come polimero di partenza il polivinil alcol che, grazie alla sua bassissima tossicità e biodegradabilità, risulta essere uno dei polimeri più usati nell’elettrofilatura, soprattutto nel campo biomedicale. Ad esso sono state additivate le principali proteine della seta, fibroina e sericina, entrambe caratterizzate da ottime proprietà di biocompatibilità, biodegradabilità e da prestazioni meccaniche rilevanti. La sericina ha ottime proprietà strutturali, mentre la fibroina supporta l'adesione, la proliferazione e la differenziazione di differenti tipi cellulari. Tutte queste componenti vengono lavorate in ambiente acquoso per evitare l’utilizzo di solventi citotossici, promuovendo un ambiente di lavoro e un prodotto ecosostenibile. Nell’ultimo caso studio, invece, è stata rielaborata una soluzione già nota in letteratura, avente come polimeri di partenza il chitosano e l’ossido di polietilene (PEO), aggiungendovi la fibroina. L’obiettivo è quello di aumentare le proprietà di rigenerazione e di proliferazione cellulare delle membrane prodotte. I campioni così prodotti sono stati caratterizzati mediante microscopio elettronico a scansione (ESEM), analisi termogravimetriche (TGA), calorimetria a scansione differenziale (DSC), spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FT-IR), test di proliferazione cellulare in MTT e test antibatterici.