RICERCA ITALIANA     

Valutazione di una nuova Protesi Tracheale Ingegnerizzata riassorbibile: analisi in vitro e in vivo

Università degli Studi di Milano

Abstract

Il progetto di ricerca è stato suddiviso in 6 Fasi differenti che si svvolgeranno nell'arco di 24 mesi. Durante la Fase 1 verrà valutato il comportamento in-vivo di una struttura 3D a forma tubulare in Degrapol®, ottenuto mediante tecnica di elettrospinning, costituito da anelli circolari che mimano una trachea. La presenza di tessuto neoformato, neoangiogenesi e la biocompatibilità della struttura verranno analizzati in un modello sperimentale di lembo prefabbricato nel coniglio di razza New Zealand mediante indagini di microscopia ottica, immunoistochimica e ultrastrutturale (SEM) a differenti periodi di impianto (30,90,180 giorni). I dati ottenuti saranno di ausilio per un approccio razionale ad una ulteriore fase in-vivo. La Fase 2 sarà orientata alla progettazione e realizzazione di un bioreattore dedicato per la crescita dinamica di condrociti su uno scaffold tridimensionale. Le caratteristiche funzionali del dispositivo da progettare saranno indirizzate alla applicazione e al controllo di differenti stress meccanici e alla creazione di ambiente biochimico ottimale per la crescita dinamica della coltura cellulare. Allo stesso tempo, durante Fase 3, si procederà all'ottimizzazione delle tecniche di isolamento cellulare, di condrociti prelevati da conigli neonati (20 giorni), mediante fenotipizzazione con PCR e analisi morfologiche standard. Nella Fase 4 lo scaffold di Degrapol®, dopo semina statica di condrociti, verrà inserito nel bioreattore per 15 giorni >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Fabio Acocella Università degli Studi di MILANO

Obiettivo del Programma di Ricerca

La ricerca in oggetto si prefigge di valutare una nuova protesi tracheale biodegradabile in Degrapol®, un polimero di poliuretano, già utilizzato nella pratica clinica per usi differenti. Vista la scarsa letteratura a riguardo verrà valutata in primis la biocompatibilità, le produzione di tessuto neoformato e la presenza di neoangiogenesi in vivo in un modello animale utilizzando un lembo prefabbricato. Sulla base dei dati da noi ottenuti in precedenza sull'isolamento e la coltura statica di condrociti su la protesi tubulari analoghe si intende indurre una crescita statica delle sudette colonoie di condrociti. per questo motivo è necessaria la progettazione e la realizzazione di un bioreattore dedicato per permette una migliore coabitazione tridimensionale delle cellule. Allo stesso tempo verranno ottimizzate le tecniche di isolamento e esapnsione delle colonie mediante tecniche basate sulla morfologia e il fenotipo cellulare mediante studi di microscopia ottica, SEM e PCR. Le stesse procedure verranno inoltre applicate sui costrutti dopo il periodo di espansione dinamica. Infine il comportamento della protesi ingegnerizzata verrà valutato in-vivo in un modello animale immunosoppresso. I dati ottenuti dalle analisi istologiche e ultrastrutturali potranno apportare importanti chiarimenti sulla colonizzazione delle fibre e del polimero da parte del tessuto neoformato. Macroscopicamente la geometria della protesi verrà presa in considerazione dopo totale invasione >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

La ricostruzione chirurgica di lesioni tracheali estese fino a più della metà dell’organo rimane a tutt’oggi un problema irrisolto nonostante siano stati riportati in letteratura svariati tentativi clinici e sperimentali, compreso trapianti allografici da cadavere. Attualmente non è stato ancora raggiunto un metodo completamente soddisfacente in grado di soppiantare le comuni tecniche riparative, come l’anastomosi termino-terminale, normalmente sufficienti ad assicurare un’adeguata ricostruzione. Per questo motivo la necessità di realizzare un sostituto funzionale della trachea rimane tuttora l’obiettivo finale della ricerca. “ No prosthesis has yet been developed, however, which may be inserted as a replacement for long segment of trachea, with a high predictability of success” (Grillo 1970). Erano gli anni ’70 quando questa affermazione è stata scritta, ma a distanza di trent'anni sembra essere ancora molto attuale dato che la chirurgia risolutiva della maggior parte delle lesioni gravi è ancora un campo aperto e nessuna tecnica descritta è scevra da complicanze. Molteplici sono i risultati negativi associati al fallimento della tecnica chirurgica e tra questi dobbiamo annoverare: la formazione di tessuto di granulazione a livello dell’anastomosi e conseguente stenosi del lume tracheale; la deiscenza a livello dell’anastomosi causata da un'eccessiva tensione per un’incompleta liberazione dell’organo dai suoi punti di fissità anatomici o per un’eccessiva perdita >>>