Ottimizzazione di scaffold di biovetro derivante da polimero siliconico e vari precursori di ossido di calcio

Bioactive glasses represent a well-established class of biomaterials for bone regeneration procedures, thanks to their biocompatibility, bioactivity, and biodegradability. However, their clinical application requires not only the development of suitable materials, but also the experimental verification of their response when placed in contact with the physiological environment. In this work, the production of glass-based scaffolds through 3D stereolithographic printing is proposed, starting from preceramic polymers and calcium oxide precursors, via direct thermal treatment. The aim is to optimize the formulation of the printable ink, exploring the role of calcium oxide precursors, in order to obtain structures with complex geometry, controlled porosity, and mechanical strength comparable to those of established bioactive glasses such as 70S30C, 58S, and 45S5. In parallel, an in vitro biological validation analysis will be carried out to characterize the cellular response to the produced scaffolds. Through studies on ion release (pH analysis in physiological or aqueous solution), cell culture tests, viability assessments, and observations of cell morphology on scaffold surfaces, a first evaluation will be obtained regarding the suitability and potential applications of the produced scaffolds in bioengineering.

I biovetri rappresentano una classe consolidata di biomateriali per gli interventi di rigenerazione ossea, grazie alle loro caratteristiche di biocompatibilità, bioattività e bioriassorbibilità. Tuttavia, la loro applicazione clinica richiede non solo lo sviluppo di materiali idonei, ma anche la verifica sperimentale della loro risposta quando posti in contatto con l'ambiente fisiologico. In questo lavoro, si propone la produzione di scaffold vetrosi mediante stampa 3D per stereolitografia, a partire da polimeri preceramici e precursori di ossido di calcio, tramite trattamento termico diretto. L'obiettivo sarà ottimizzare la formulazione dell'inchiostro stampabile, esplorando il ruolo dei precursori di ossido di calcio, al fine di ottenere strutture a geometria complessa, porosità controllata e resistenza meccanica, simili a quelle di biovetri consolidati come 70S30C, 58S e 45S5. Parallelamente, sarà condotta un'analisi di validazione biologica in vitro per caratterizzare la risposta cellulare agli scaffold prodotti. Attraverso studi sul rilascio ionico (analisi del pH in soluzione fisiologica o acquosa), test di coltura cellulare, valutazioni di vitalità e osservazioni della morfologia cellulare sulle superfici, si otterrà una prima valutazione sull'idoneità e le possibili applicazioni degli scaffold prodotti in ambito bioingegneristico.