Development of a biodegradable elastomeric patch for the treatment of chronic wounds

Skin is the largest and heaviest organ in the human body. It provides many vital functions for people, such as defence against pathogens agents, thermic regulation, mechanical sensor and many others. In most cases of disease, it can regenerate itself thanks to the cooperation of the factors involved in wound healing, while the cure can be insufficient under certain conditions and bacteria could penetrate the wound and proliferate. These can lead to the formation of biofilms, under which pathogens are protected from antibiotics and can damage the biological environment. The Universitat Polit\`ecnica de Val\`encia and the CY Cergy Paris Universit\'e are working in a project called THERAPATCH, that has the purpose to create a bandage containing molecules able to manage and improve the inflammatory response and provide biofilm bacteriophages, effective against bacteria. This thesis focuses on the production of a scaffold and of an hydrogel able to contain these forementioned biomolecules, presenting characteristics like biocompatibility and biodegradability. The polymer chosen is poly(glycerol sebacate) (PGS), a novel material that awakened a lot of interest in biomedicine for its versatile characteristics. The scaffolds will be produced by applying two different techniques. In the first, PGS is mixed with a salt mould to obtain a porous structure taking advantage of the size of the salt crystals. The second technique will use electrospinning, to obtain a scaffold formed by microfilaments arranged in a porous membrane of polymer. Subsequently hydrogel based on hyaluronic acid and poly(vinyl chloride) will be injected through the polymeric structure with pores and subsequently characterized mechanically.

La pelle è l'organo più grande e pesante del corpo umano. Fornisce molte funzioni vitali per le persone, come la difesa contro gli agenti patogeni, la regolazione termica, sensore meccanico e molte altre. Nella maggior parte dei casi di malattia può guarire da sola grazie alla cooperazione dei fattori coinvolti nella guarigione, ma in determinate condizioni la cura può essere insufficiente e i batteri potrebbero penetrare nel sito. Questi possono portare alla formazione di biofilm, in cui gli agenti patogeni sono protetti dagli antibiotici, andando a danneggiare l'ambiente biologico. L'Universitat Politècnica de València e la CY Cergy Paris Université stanno lavorando in un progetto chiamato THERAPATCH, che ha lo scopo di creare una benda contenente biomolecole in grado di gestire e migliorare la risposta infiammatoria e batteriofagi che possano eludere il biofilm, efficaci contro questi batteri. Questa tesi si concentra sulla produzione di uno scaffold e di un idrogel in grado di contenere queste biomolecole, rispettando caratteristiche come la biocompatibilità e la biodegradabilità. Il polimero scelto è il poli(glicerolo sebacato) (PGS), un materiale nuovo che ha suscitato un grande interesse per la biomedicina per le sue caratteristiche. Gli scaffold saranno prodotti sperimentando due tecniche. Nella prima, il PGS viene miscelato con un sale per ottenere un composto poroso sfruttando le dimensioni dei grani. Nella seconda tecnica si userà l'elettrofilatura per ottenere uno scaffold formato da filamenti di polimero disposti a gomitolo statistico. Successivamente verrà iniettato idrogel a base di acido ialuronico o poli(vinil cloruro) e ne verrà effettuata la caratterizzazione meccanica.