Nanocellulosa da tunicati funzionalizzata con peptidi bioattivi per l'ingegneria del tessuto osseo

La nanocellulosa estratta dai tunicati, una classe di organismi marini, rappresenta un promettente biomateriale per l’ingegneria tissutale. Questa tesi si concentra sulla funzionalizzazione della nanocellulosa derivata da tunicati con peptidi bioattivi, aventi un ruolo significativo per la rigenerazione del tessuto osseo. L'obiettivo è stato quello di sviluppare un hydrogel di nanocellulosa, adeguatamente funzionalizzata con sequenze peptidiche bioattive della proteina morfogenetica ossea (BMP-2), valutando due strategie sintetiche diverse per l’ancoraggio specifico e selettivo del peptide al polimero. In particolare, lo scopo è stato quello di sviluppare una formulazione iniettabile per un'applicazione minimamente invasiva rispetto alle attuali pratiche cliniche, che possa garantire una guarigione del tessuto osseo più rapida, agendo come supporto ottimale per l'adesione, la differenziazione e la proliferazione degli osteoblasti, sfruttando le eccezionali proprietà meccaniche, di biocompatibilità e di biodegradabilità della nanocellulosa arricchita da peptidi, in grado di trasmettere segnali biologici alle cellule dell’organismo. Sono state eseguite analisi di spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FT-IR), che hanno confermato l’avvenuta coniugazione del peptide al polisaccaride. Analisi al microscopio elettronico a scansione (SEM) hanno evidenziato una modifica superficiale indotta dall’ancoraggio del peptide al polimero. La caratterizzazione biologica, eseguita mediante saggi di adesione, di proliferazione cellulare e di mineralizzazione, utilizzando osteoblasti umani, ha mostrato come la funzionalizzazione covalente della nanocellulosa con il frammento della BMP-2 migliori il comportamento delle cellule. Infine, la caratterizzazione biomeccanica ha dimostrato il buon comportamento in termini di iniettabilità dell’hydrogel. La combinazione di materiali biodegradabili e peptidi bioattivi apre nuove prospettive per lo sviluppo di terapie avanzate nella medicina rigenerativa, con potenziali applicazioni nel trattamento delle microfratture ossee, delle malattie ossee degenerative e della chirurgia ortopedica. La nanocellulosa funzionalizzata rappresenta un passo significativo verso il raggiungimento di soluzioni terapeutiche più sicure ed efficaci per i pazienti con patologie che interessano il tessuto osseo.