SVILUPPO E CARATTERIZZAZIONE DI STRUTTURE 3D E DI IDROGELI A BASE DI POLISACCARIDI NATURALI E MODIFICATI E LORO APPLICAZIONE IN CAMPO BIOMEDICO

Il presente progetto prevede l’utilizzo del CTL - un chitosano modificato con lattosio prodotto dall’azienda Biopolife s.r.l. con sede a Trieste - per sviluppare strutture tridimensionali e idrogeli innovativi, al fine di ricapitolare l’architettura dei tessuti nativi. In una prima parte del lavoro, il CTL viene reticolato mediante l’utilizzo di due reticolanti (acido borico e genipina) al fine di formare idrogeli con proprietà meccaniche simili a quelle della matrice extracellulare. In seguito, è stato valutato come alcune di queste proprietà impattino sul differenziamento osteogenico di cellule mesenchimali umane da tessuto adiposo in un sistema di coltura 2D. Nella seconda parte, invece, il CTL e un suo derivato solfatato vengono utilizzati come matrici che coordinano l’aggregazione di condrociti primari e di cellule mesenchimali per la formazione di sferoidi, strutture 3D con potenziale utilizzo nell’ambito della rigenerazione della cartilagine. I risultati ottenuti contribuiscono a fornire ulteriore conoscenza sull’interazione tra le cellule e la matrice extracellulare, con potenziali applicazioni di questi materiali nell’ambito della rigenerazione della cartilagine e dell’osso.

This project uses CTL, a lactose-modified chitosan commercially available in pure medical grade provided by Biopolife s.r.l., a company located in Trieste. This polymer has been used as the main material for the development of innovative three-dimensional structures and hydrogels that mimic the architecture of native tissue. In the first part of the project, CTL is crosslinked with two cross-linkers (boric acid and genipin) to form hydrogels with mechanical properties similar to those of the extracellular matrix. The relationship between some of these mechanical properties and the osteogenic commitment of adipose-derived mesenchymal stem cells was then investigated in a 2D culture system. In the second part, CTL and a sulfated CTL were used as a matrix that coordinates the aggregation of primary chondrocytes and mesenchymal stem cells to form spheroids, 3D structures with potential benefits for cartilage regeneration. The expected results improve current knowledge of the interplay between extracellular matrix and cells, allowing potential translation of the present materials to regenerative medicine, including cartilage and bone tissue replacement.