Sviluppo di metodi per misure non distruttive di matrici tridimensionali di alginato

L’ingegneria dei tessuti biologici mira a creare tessuti e organi sostituti, alternativi ai tradizionali trapianti. In questi termini, un biomateriale che funga da supporto (scaffold) alle cellule riveste un ruolo cruciale nel guidarne l’adesione e la crescita per la produzione di nuovo tessuto. Polimeri naturali quali gli idrogel hanno ricevuto particolare attenzione negli ultimi anni a causa della loro maggiore similarità strutturale alla matrice extracellulare. Molti metodi di fabbricazione di scaffold prevedono che le cellule siano seminate in superficie, a seguito alla generazione della struttura porosa, ponendo limiti alla loro distribuzione e crescita in tutto il suo volume. La disomogenea distribuzione cellulare può portare ad avere differenti zone di crescita nello scaffold e alla sua degradazione non uniforme. Per risolvere questo problema si sono sviluppate efficaci strategie di incapsulamento cellulare in idrogel. In questa tesi, condotta presso il laboratorio di Ingegneria Cellulare e Molecolare del DEI - UOS Cesena, si descrivono gli approcci seguiti per realizzare idrogel a base di alginato e analizzarne le proprietà ottiche, elettriche e di compatibilità cellulare, con particolare attenzione alla scelta di strategie di misura non distruttive. Infatti, gli strumenti e i metodi di misura oggi utilizzati, risultano ben standardizzati per colture cellulari bidimensionali ma non sono ottimizzati per analizzare le proprietà di colture tridimensionali. In particolare i metodi non distruttivi sono da privilegiare, perché permettono di eseguire misure real time di monitoraggio nel tempo. In questo elaborato verranno presentati i processi chimici alla base di vari protocolli di realizzazione di idrogel di alginato stabili, omogenei e ripetibili, dei quali vengono analizzate proprietà ottiche ed elettriche per proporre potenziali misure non distruttive da utilizzare per valutare l’evoluzione dei costrutti cellulari ingegnerizzati.