Misure impedenziometriche e ricostruzione EIT per l’analisi in vitro di matrici biopolimeriche 3D a diverso contenuto minerale

Nell’ingegneria dei tessuti le cellule vengono coltivate in strutture tridimensionali realizzate con particolari biomateriali al fine di sostituire un tessuto biologico parzialmente o totalmente danneggiato. La tomografia a impedenza elettrica (EIT) è una tecnologia non distruttiva che ci si propone di utilizzare per valutare le proprietà di tali costrutti. Nel caso particolare del seguente studio l’analisi ha riguardato un’applicazione di potenziale interesse in ambito osteologico. A questo scopo sono stati realizzati scaffold a base di alginato e gelatina, polimeri naturali economici e con una buona gelificazione, ai quali è stato aggiunto calcio carbonato per simulare la componente minerale. La tomografia a impedenza elettrica è stata utilizzata per effettuare una valutazione in vitro della mineralizzazione degli scaffold che hanno rappresentato un sistema semplificato e controllato sul quale compiere analisi di tipo elettrico. È stato fondamentale comprendere innanzitutto quali fossero i trattamenti e le grandezze da discriminare per ridurre gli errori di misura dell’impedenza elettrica e per effettuare una buona ricostruzione EIT a 4 punti. Per effettuare misure di impedenza elettrica è stato utilizzato un set-up di misura costituito da un Keysight Impedance Analyzer E4990 e un dispositivo esplorante realizzato ad hoc. I dati ottenuti sono stati elaborati in ambiente Matlab® per verificare la distinguibilità del comportamento elettrico di scaffold con e senza calcio carbonato. Infine, è stata ricostruita un’immagine EIT che rappresentasse la distribuzione di conducibilità all’interno degli scaffold.