Decellularizzazione e micro-perforazione tramite Risonanza Quantica Molecolare (QMR) della vescica porcina: valutazioni semi-quantitative e studio di impedenza per la standardizzazione del processo.

The regeneration of the urinary bladder presents a clinical challenge in many conditions, including congenital malformations, tumor pathologies, damage caused by chronic infections, or radical surgical interventions aimed at completely removing a disease along with the affected tissues to reduce the risk of recurrence. In this context, tissue engineering and regenerative medicine emerge as promising approaches to promote the regeneration of native tissue. The main objective of this thesis, carried out at Telea Biotech, is to develop and optimize the bladder decellularization protocol, comparing it with previously tested protocols, and to improve the canalization process for the standardization of the procedure. The first part of the work focuses on evaluating the effectiveness of the 7 decellularization protocols tested, based on histological analyses performed. The second part deals with the statistical analysis of the electrical impedance of the bladder, with the aim of obtaining a curve that relates electrical impedance to the output power of a QMR technology device. This device enables the creation of a matrix of micro-holes across the bladder tissue through the canalization process, increasing the surface area available for cell seeding. The results obtained showed significant removal of muscle tissue while preserving the collagen and glycosaminoglycan content. The statistical analysis made it possible to define a power-impedance curve, providing an initial approach to standardizing the canalization process. This thesis work allowed the selection of the most promising decellularization protocols in terms of muscle removal, while maintaining a good level of extracellular matrix preservation. Therefore, this work lays the foundation for future studies to be conducted in vitro (e.g., mechanical evaluations and cytotoxicity tests) before progressing to animal models.

La rigenerazione della vescica urinaria rappresenta una sfida clinica in molte condizioni, tra cui malformazioni congenite, patologie tumorali, danni causati da infezioni croniche o interventi chirurgici radicali, che mirano a rimuovere completamente una malattia insieme ai tessuti interessati per ridurre il rischio di recidiva. In questo contesto, l'ingegneria tissutale e la medicina rigenerativa emergono come approcci promettenti per favorire la rigenerazione del tessuto nativo. L'obiettivo principale di questa tesi, svolta presso Telea Biotech, è quello di sviluppare e ottimizzare il protocollo di decellularizzazione della vescica, mettendolo a confronto con i protocolli precedentemente testati, e migliorare il processo di canalizzazione per la standardizzazione del processo. La prima parte del lavoro è focalizzata sulla valutazione dell’efficacia dei 7 protocolli di decellularizzazione testati, sulla base delle analisi istologiche svolte. La seconda parte tratta l’analisi statistica delle impedenze elettriche della vescica, con l’obiettivo di ottenere una curva in grado di mettere in relazione l’impedenza elettrica e la potenza in uscita da un dispositivo a tecnologia QMR: esso consente di creare, mediante il processo di canalizzazione, una matrice di microfori su tutto il tessuto vescicale per incrementare la superficie utile alla semina cellulare. I risultati ottenuti hanno evidenziato una significativa rimozione del tessuto muscolare, mantenendo inalterato il contenuto di collagene e di glicosamminoglicani. L’analisi statistica ha permesso di definire una curva potenza-impedenza, fornendo un primo approccio alla standardizzazione del processo di canalizzazione. Il lavoro di tesi ha consentito di selezionare i protocolli di decellularizzazione più promettenti in termini di rimozione muscolare, mantenendo al contempo un buon livello di preservazione della matrice extracellulare. Il presente lavoro pone quindi le basi per studi successivi da svolgere in vitro (p. es., valutazioni meccaniche e test di citotossicità) prima di passare al modello animale.