Effetto della concentrazione della cellulosa vegetale sulle proprietà di matrici di chitosano ingegnerizzato

L'ingegneria tissutale rappresenta un campo innovativo ed in continua evoluzione, con il potenziale di rivoluzionare il settore della medicina rigenerativa. La combinazione mirata di scaffold, cellule e fattori biochimici potrà offrire la possibilità di creare tessuti e organi su misura per i pazienti, proponendosi di superare i limiti dei trapianti tradizionali e risolvendo la crescente domanda di tessuti ed organi. Gli scaffold, che forniscono un supporto strutturale tridimensionale per le cellule, sono uno degli elementi chiave dell'ingegneria tissutale. Devono essere progettati con lo scopo di fornire un ambiente favorevole alla crescita e al differenziamento cellulare, oltre ad avere le caratteristiche di biocompatibilità e biodegradabilità necessarie per l'integrazione nell’organismo ricevente. Inoltre, i biomateriali utilizzati devono essere capaci di interagire in modo mirato con le cellule, influenzandone il comportamento e stimolando una risposta specifica. Questo richiede una comprensione approfondita delle interazioni tra materiali e cellule, nonché la capacità di progettare materiali che possano fornire segnali biochimici appropriati per guidare la crescita e il differenziamento cellulare. Il presente lavoro di tesi si pone come obiettivo di proporre una soluzione innovativa per fornire un adeguato supporto cellulare, sfruttando chitosano arricchito con diverse concentrazioni di cellulosa microfibrillata (MFC) vegetale per la progettazione di uno scaffold per la rigenerazione ossea. Per fornire i segnali biochimici necessari allo sviluppo cellulare, il chitosano è stato funzionalizzato in modo covalente e specifico con il peptide GBMP1α, sequenza biologicamente attiva della bone morphogenetic protein-2 (BMP-2). Il chitosano è stato scelto in quanto, oltre a rispettare le caratteristiche di biocompatibilità e biodegradabilità necessarie, favorisce l’adesione, la proliferazione e il differenziamento delle cellule osteoblastiche e possiede proprietà antimicrobiche. Invece, il peptide GBMP1α è stato selezionato perché è stato dimostrato avere la capacità di guidare il differenziamento delle cellule staminali verso il fenotipo osteoblastico. Studi precedenti hanno confermato che la funzionalizzazione del chitosano con GBMP1α conduce a miglioramenti significativi nella deposizione di calcio da parte di osteoblasti umani, oltre a influenzare positivamente l'espressione di geni fondamentali coinvolti nel processo di differenziamento degli osteoblasti. L’aggiunta di MFC vegetale è stata testata in questo lavoro di tesi per migliorare le proprietà meccaniche delle matrici di chitosano.