Valutazione preliminare di un trattamento a base di polifenoli per la sostituzione della glutaraldeide nella fabbricazione di patch pericardiche bovine ad uso bioprotesico

The use of pericardial patches represents a fundamental component in cardiovascular surgery, allowing the repair and regeneration of damaged tissue areas. However, the xenogenic origin of this biological material raises some concerns and difficulties aimed at obtaining an adequate level of biocompatibility, the achievement of which is, to date, one of the most important challenges in the biomedical field. In particular, calcification and immune responses, relevant to the long-term performance of such bioprosthetic devices, were the central topics of the internship conducted at Biocompatibility Innovation (BCI) located in Este, Padua. The core of the work carried out revolves around the implementation of innovative solutions based on polyphenols (intellectual property of BCI) as substitutes for current chemical fixatives (e.g. glutaraldehyde), with the aim of significantly reducing residual immunogenicity, as assessed during the phases preclinical testing. In-depth decellularization protocols and crosslinking treatments were carefully evaluated, delving into the chemical and biochemical implications. The histological and biomechanical analyzes conducted add further details, proposing an overall vision of the potential of these innovative solutions. The results indicate significant progress in improving the biocompatibility of biological material, confirming the possibility of creating a new biomaterial that does not involve the use of glutaraldehyde while maintaining the biochemical and biomechanical characteristics suitable for carrying out the required physiological functions. This contribution promises to advance the understanding of the biocompatibility of pericardial patches, proposing a positive impact in future cardiovascular clinical practices. The possible clinical application of these innovative methodologies, although in a future phase, could translate into greater long-term stability of pericardial-type bioprosthetic heart valves, resulting in significant improvements in the long-term physiological performance and quality of life of patients

L’impiego di patch pericardici rappresenta una componente fondamentale nella chirurgia cardiovascolare, permettendo la riparazione e la rigenerazione di distretti tissutali danneggiati. Tuttavia, l’origine xenogenica di tale materiale biologico, solleva alcune preoccupazioni e difficoltà volte all’ottenimento di un adeguato livello di biocompatibilità, il cui raggiungimento è, ad oggi, una delle sfide più importanti in ambito biomedico. In particolare, la calcificazione e le risposte immunitarie, rilevanti per le prestazioni a lungo termine di tali dispositivi bioprotesici, sono stati gli argomenti centrali del tirocinio condotto presso Biocompatibility Innovation (BCI) sita in Este, Padova. Il nucleo del lavoro svolto ruota attorno all'implementazione di soluzioni innovative basate su polifenoli (proprietà intellettuale di BCI) come sostituti degli attuali fissativi chimici (ad esempio la glutaraldeide), allo scopo di ridurre significativamente l'immunogenicità residua, come valutato durante le fasi precliniche della sperimentazione. Approfonditi protocolli di decellularizzazione e trattamenti di crosslinking sono stati accuratamente valutati, approfondendo le implicazioni chimiche e biochimiche. Le analisi istologiche e biomeccaniche condotte, aggiungono ulteriori dettagli, proponendo una visione complessiva delle potenzialità di queste soluzioni innovative. I risultati indicano significativi progressi nel migliorare la biocompatibilità del materiale biologico, confermando la possibilità di creare un nuovo biomateriale che non prevede l’utilizzo della glutaraldeide pur mantenendo le caratteristiche biochimiche e biomeccaniche adatte allo svolgimento delle funzioni fisiologiche preposte. Questo contributo promette di avanzare nella comprensione della biocompatibilità di patch pericardici, proponendo un impatto positivo nelle future pratiche cliniche cardiovascolari. L'eventuale applicazione clinica di queste metodologie innovative, benché in una fase futura, potrebbe tradursi in una maggiore stabilità a lungo termine delle valvole cardiache bioprotesiche di tipo pericardico, con conseguenti miglioramenti significativi nelle performance fisiologiche a lungo termine e nella qualità di vita dei pazienti.