Three-dimensional silk fibroin bioactive composite scaffolds functionalized with aptamers for bone regeneration: from bench to pre-clinical testing

L'obiettivo del progetto è quello di sviluppare e caratterizzare un nuovo biomateriale per la rigenerazione ossea, raggiungendo un livello di sperimentazione pre-clinica. Lo studio sarà articolato su due anni in tre principali working blocks (WB). Nel corso del WB1, verrà eseguita la sintesi e la caratterizzazione chimico/fisica di un biomateriale basato su fibroina/BCTP. Nel corso del WB2, lo scaffold verrà valutato rispetto alla risposta cellulare in vitro. Infine, nel WB 3 verrà valutata la capacità di promuovere la rigenerazione ossea in un modello animale. I risultati che il gruppo di ricerca si attende da tale studio sono principalmente legati alle proprietà di osteoinduttività e osteoconduttività del nuovo biomateriale, che dovrebbero essere potenziate dalla presenza di uno scaffold in grado di: stimolare e supportare la colonizzazione da parte delle cellule dei tessuti circostanti, mantenere la proprietà meccaniche necessarie alla rigenerazione ossea per tutta la durata della sperimentazione e essere degradate dal microambiente rilasciando contemporaneamente stimoli pro-osteogenici.

The aim of the project is to develop and characterize a new biomaterial for bone regeneration, reaching a pre-clinical experimentation level. The study will be articulated over two years in three main working blocks (WB). During WB1, the synthesis and chemical/physical characterization of a biomaterial based on fibroin/BCTP will be performed. During WB2, the scaffold will be evaluated with respect to the in vitro cellular response. Finally, in WB 3 the ability to promote bone regeneration in an animal model will be evaluated. The results that the research group expects from this study are mainly linked to the osteoinductivity and osteoconductivity properties of the new biomaterial, which should be enhanced by the presence of a scaffold capable of: stimulating and supporting the colonization by cells of the surrounding tissues , maintain the mechanical properties necessary for bone regeneration for the entire duration of the experiment and be degraded by the microenvironment while simultaneously releasing pro-osteogenic stimuli.