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Progettazione di Sostituti Vascolari Ingegnerizzati

Informazioni tesi

  Autore: Elena Crepaldi
  Tipo: Laurea I ciclo (triennale)
  Anno: 2019-20
  Università: Università degli Studi di Padova
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria biomedica
  Relatore: Andrea Bagno
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 79

I trattamenti chirurgici per il ripristino della pervietà in pazienti affetti da malattie vascolari sono progrediti enormemente nel secolo scorso, partendo da condotti autologhi per il bypass autologhi, passando per l’impiego di materiali sintetici, tessuti di origine animale ed innesti crioconservati, fino ad arrivare ai vasi sanguigni bioingegnerizzati.
L’ingegneria dei tessuti vascolari è ad oggi un settore in piena evoluzione e fornisce un approccio promettente per la generazione di innesti vascolari biocompatibili con potenziale di crescita. L’ingresso delle cellule staminali nel panorama della medicina rigenerativa ha permesso di superare alcune delle maggiori difficoltà che ostacolavano l’impiego clinico di protesi vascolari di piccolo diametro, apportando evidenti miglioramenti alle prestazioni dei vasi sanguigni ingegnerizzati (Tissue Engineered Vascular Grafts, TEVGs).
In questo lavoro di tesi viene presentata una panoramica degli studi che hanno condotto alla generazione di innesti vascolari ingegnerizzati che riproducono le caratteristiche dei condotti vascolari nativi. A valle della presentazione delle fonti di cellule staminali – in particolare cellule staminali multipotenti adulte, cellule staminali embrionali e pluripotenti indotte - che possiedono la capacità di promuovere la rigenerazione vascolare, verranno descritte varie tecniche per la produzione di innesti ingegnerizzati, inclusi metodi basati su scaffold, l’impiego di matrici decellularizzate e le tecniche di auto-assemblaggio. Successivamente, saranno presentati alcuni degli studi più importanti riguardanti la fabbricazione di protesi vascolari ingegnerizzate ad uso clinico, valutando le diverse tecniche utilizzate per la costruzione degli scaffold e i materiali impiegati. Verranno esaminati i risultati ottenuti in alcune sperimentazioni in vitro ed in vivo e le eventuali applicazioni cliniche.

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  Lingua: Italiano
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Progettazione di sostituti vascolari ingegnerizzati 7 Introduzione Le malattie cardiovascolari costituiscono la principale causa di morbilità e mortalità, in special modo nei paesi occidentali. Il ripristino della perfusione tissutale risulta di fondamentale importanza nel contesto clinico, rendendo necessario il reperimento di un numero sempre maggiore di condotti vascolari per ristabilire la pervietà dei vasi sanguigni o bypassare del tutto le regioni occluse. Le attuali tecniche di rivascolarizzazione consistono in angioplastica, posizionamento di uno stent o in un intervento chirurgico di bypass: gli innesti autologhi sono i condotti vascolari più comunemente usati, a motivo della loro immediata disponibilità e del minimo rischio di rigetto. Tuttavia, l’intervento di prelievo di questi vasi risulta spesso invasivo e circa un terzo dei pazienti che necessita di interventi di bypass soffre di patologie vascolari estese, che rendono i vasi sanguigni inadatti all’impiego in questi interventi. Polimeri sintetici come il polietilentereftalato (PET) ed il politetrafluoroetilene espanso (ePTFE) furono introdotti per la costruzione di protesi vascolari sintetiche come alternativa agli innesti autologhi e sono clinicamente approvati per condotti vascolari di grande diametro, ma mostrano un basso tasso di pervietà per innesti di piccolo calibro. Miglioramenti nelle prestazioni di questi vasi sanguigni sintetici sono stati ottenuti seminando sulla superficie luminale cellule endoteliali autologhe; nonostante questo le loro prestazioni non sono in grado di eguagliare quelle fornite dai vasi autologhi. Inoltre, nella popolazione pediatrica, si renderebbero necessarie più operazioni a mano a mano che i giovani pazienti crescono, a causa della mancanza di potenziale di crescita dei materiali sintetici. L’ingegneria dei tessuti è un campo interdisciplinare che applica i principi dell’ingegneria e della medicina allo sviluppo di sostituti biologici che ripristinano, mantengono o migliorano la funzione dei tessuti, ed offre dunque approcci promettenti per la generazione di condotti vascolari ingegnerizzati (TEVGs) biocompatibili che superano i limiti degli innesti sintetici. Questi sono in grado di integrarsi con il tessuto nativo del paziente senza provocare una reazione di rigetto immunologico e di resistere agli stress fisiologici del sistema vascolare. Il concetto generale di ingegneria dei tessuti vascolari comprende solitamente tre componenti principali: un materiale per la costruzione dello scaffold, un tipo cellulare per la semina ed un processo di rimodellamento guidato da segnali cellulari derivati dalle cellule seminate che depositano la matrice extracellulare e da cellule ospiti che formano il nuovo tessuto. Un TEVG, ripopolato con cellule per generare un materiale vivente che imita la struttura e la funzione dei vasi sanguigni nativi e che è capace di rimodellamento fisiologico, rappresenta

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biomateriali
cellule
scaffold
sostituti
vascolari
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