L’obiettivo di questo progetto di Tesi è quello di ottenere degli scaffold tridimensionali a base peptidica per future applicazioni in medicina rigenerativa ed ingegneria tissutale. Gli scaffold sono stati ottenuti a partire da sequenze peptidiche corte sfruttando il self-assembly, ossia la capacità di alcune molecole di assumere spontaneamente strutture organizzate, sfruttando le interazioni intermolecolari non covalenti, in particolare i legami a idrogeno e le interazioni π, andando ad intrappolare al loro interno molecole di acqua e costituendo, in questo modo, idrogel peptidici. Tali idrogel hanno lo scopo di mimare le caratteristiche della matrice extracellulare (ECM), in termini di biocompatibilità, adesione, conducibilità e di proprietà meccaniche. Di conseguenza in questo lavoro di Tesi si è mirato ad ottenere un materiale composto da tre componenti: il componente principale sarà un peptide auto-assemblante in grado di formare idrogel, al quale si aggiungeranno a) un peptide funzionalizzato con una sequenza bioattiva in grado di co-assemblare che migliorerà la adesione cellulare e b) nanotubi di carbonio funzionalizzati a parete multipla che dovranno rendere il gel conduttivo oltre a modificare le proprietà meccaniche e promuovere l’adesione cellulare. In questo lavoro di Tesi si descrive: a) La sintesi del peptide auto-assemblante Fmoc-WKWEW-NH2 b) La sintesi di tre peptidi portatori di sequenza di adesioni, in grado di co-assemblare con Fmoc-WKWEW-NH2 c) La formazione di idrogel a partire di Fmoc-WKWEW-NH2 e la incorporazione di nanotubi di carbonio funzionalizzati per formare idrogel nanocompositi. I nanotubi di carbonio sono stati sintetizzati dal gruppo del professor Menna, la cui funzionalizzazione, che gli permette di essere carichi positivamente, negativamente o neutri, permette la loro disperdibilità in acqua d) Studi preliminare di biocompatibilità e adesione cellulare. Questi studi sono stati svolti in collaborazione con il gruppo del professor Filippini, del dipartimento di Biotecnologie Industriali.

Sviluppo di igrogel peptidici supramolecolari come scaffolds per applicazioni in ingegneria tissutale

BURGO, SILVIA
2022/2023

Abstract

L’obiettivo di questo progetto di Tesi è quello di ottenere degli scaffold tridimensionali a base peptidica per future applicazioni in medicina rigenerativa ed ingegneria tissutale. Gli scaffold sono stati ottenuti a partire da sequenze peptidiche corte sfruttando il self-assembly, ossia la capacità di alcune molecole di assumere spontaneamente strutture organizzate, sfruttando le interazioni intermolecolari non covalenti, in particolare i legami a idrogeno e le interazioni π, andando ad intrappolare al loro interno molecole di acqua e costituendo, in questo modo, idrogel peptidici. Tali idrogel hanno lo scopo di mimare le caratteristiche della matrice extracellulare (ECM), in termini di biocompatibilità, adesione, conducibilità e di proprietà meccaniche. Di conseguenza in questo lavoro di Tesi si è mirato ad ottenere un materiale composto da tre componenti: il componente principale sarà un peptide auto-assemblante in grado di formare idrogel, al quale si aggiungeranno a) un peptide funzionalizzato con una sequenza bioattiva in grado di co-assemblare che migliorerà la adesione cellulare e b) nanotubi di carbonio funzionalizzati a parete multipla che dovranno rendere il gel conduttivo oltre a modificare le proprietà meccaniche e promuovere l’adesione cellulare. In questo lavoro di Tesi si descrive: a) La sintesi del peptide auto-assemblante Fmoc-WKWEW-NH2 b) La sintesi di tre peptidi portatori di sequenza di adesioni, in grado di co-assemblare con Fmoc-WKWEW-NH2 c) La formazione di idrogel a partire di Fmoc-WKWEW-NH2 e la incorporazione di nanotubi di carbonio funzionalizzati per formare idrogel nanocompositi. I nanotubi di carbonio sono stati sintetizzati dal gruppo del professor Menna, la cui funzionalizzazione, che gli permette di essere carichi positivamente, negativamente o neutri, permette la loro disperdibilità in acqua d) Studi preliminare di biocompatibilità e adesione cellulare. Questi studi sono stati svolti in collaborazione con il gruppo del professor Filippini, del dipartimento di Biotecnologie Industriali.
2022
Development of peptide-based supramolecular hydrogels as scaffolds for applications in tissue engineering
Peptide hydrogel
Self-assembly
Scaffold
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