Hydrogel a base di alcool polivinilico per applicazioni biomediche

Il presente studio ha lo scopo di esaminare il comportamento meccanico degli hydrogel a base di alcool polivinilico (PVA). Un hydrogel è un gel la cui fase liquida è composta da acqua, è soggetto a meccanismi di deformazione viscoelastica tempo dipendenti e la cui rigidezza costituisce un parametro di fondamentale importanza. È stato evidenziato che l'utilizzo di questo materiale come scaffold, ha un impatto significativo sulle attività e sulle funzioni delle cellule. Il PVA è un polimero sintetico semicristallino biodegradabile utilizzato nel campo delle biotecnologie per la rigenerazione dei tessuti, la medicazione delle ferite e i sistemi di somministrazione di farmaci, perché possiede proprietà di biodegradabilità, biocompatibilità, non tossicità e basso costo di produzione. Verranno anche esaminati i parametri fondamentali nei processi di fabbricazione del PVA, le sue proprietà fisiche e meccaniche ed i suoi principali utilizzi. Il trattamento più utilizzato per produrre hydrogel a base di PVA consiste nei cicli di congelamento e scongelamento (Freeze-Thawing Cycles FTCs) di cui esamineremo in dettaglio i passaggi fondamentali. Purtroppo, gli hydrogel di PVA preparati con il consueto metodo FT mostrano una struttura isotropa sia a livello microstrutturale che in termini di proprietà meccaniche che sono talvolta insoddisfacenti nelle applicazioni biomediche. Uno dei principali limiti del PVA è la scarsa capacità di degradarsi in ambiente biologico, per questo motivo Stocco et al. [17] hanno proposto l'ossidazione chimica del PVA mediante KMnO4 in acido perclorico come una nuova strategia per ottenere scaffold a base di PVA, che portano a miglioramenti nelle proprietà biologiche, specie nell'ambito dell'ingegneria tissutale. Nonostante i brillanti risultati ottenuti da Stocco et al. [17], l’ossidazione del PVA tramite permanganato di potassio, sembra causare una perdita di viscosità del polimero, che è strettamente correlata alla degradazione del materiale per la diminuzione del suo peso molecolare medio. Barbon et al. [18] hanno quindi proposto di effettuare una ossidazione controllata del PVA tramite alogeni come bromo (Br2), cloro (Cl2) e iodio (I2), che risultano essere meno aggressivi e garantiscono una minore degradazione della dimensione molecolare del polimero. Verranno infine esaminate innumerevoli applicazioni biomediche degli hydrogel in PVA che spaziano negli ambiti più disparati, tra cui, la rigenerazione tissutale, la produzione delle lenti a contatto morbide e stent, per arrivare alla somministrazione di farmaci.