Idrogeli di gelatina reticolata

Data di pubblicazione

07-12-2011

Codice

BI.11.012.A

Stato

Non attivo

Data di priorità

06-01-2011

Fase

Internazionale (PCT)

Dipartimento

DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA, INFORMAZIONE E BIOINGEGNERIA

Autori

Maria Cristina Tanzi, Silvia Farè, Irini Gerges

Descrizione

La presente invenzione è da inserirsi nell’ambito della Medicina Rigenerativa e riguarda nuovi idrogeli di gelatina di origine animale da utilizzare come substrati o matrici, in particolare per la cura e la rigenerazione di tessuti molli del corpo umano.
I substrati/matrici  descritti nella presente invenzione rappresentano una soluzione innovativa e favorevole in alternativa agli approcci clinici attualmente impiegati  e alle soluzioni attualmente in fase di ricerca. La categoria degli idrogeli, inoltre, rappresenta una tipologia di materiali polimerici adeguata all’utilizzo come substrati per la rigenerazione dei tessuti molli grazie alle loro non elevate caratteristiche meccaniche e alla loro elevata idrofilicità. Tra gli svariati tipi di idrogeli, quelli contenenti gelatina si sono rivelati materiali molto promettenti nel settore biomedico. Il principale svantaggio associato alla gelatina è dovuto alle sue scarse proprietà meccaniche, che limitano i suoi possibili utilizzi come biomateriale allo stato non reticolato. La reticolazione, infatti, è in grado di migliorarne la stabilità termica, meccanica e chimica in ambiente biologico.
I nuovi idrogeli oggetto della presente invenzione vengono ottenuti per reticolazione covalente, in condizioni blande e con alte rese, tra gelatina porcina di tipo A e bisacrilammidi di ammine primarie o secondarie (preferibilmente N,N’-metilene-bisacrilammide, MBA).
Le matrici  ottenute  sono quindi idrogeli ibridi (di origine sintetico-naturale), insolubili in acqua, ma capaci di aumentare di peso e di volume in questo liquido fino a 3 ordini di grandezza. Gli idrogeli oggetto della presente invenzione possono essere conservati in condizioni anidre (dopo essiccamento in stufa a peso costante o liofilizzazione) fino al momento dell’utilizzo, oppure tenuti in soluzione acquosa e utilizzati direttamente entro pochi giorni dalla purificazione per la caratterizzazione e gli esperimenti successivi.

Campo di applicazione

Gli idrogeli dell’invenzione hanno caratteristiche vantaggiose in termini di citocompatibilità <i>in vitro</i> che li rendono idonei all’impiego come supporti per la coltura, il differenziamento e la proliferazione di cellule. In particolare, questi idrogeli  garantiscono un micro-ambiente adeguato per l’adesione cellulare e il successivo mantenimento delle condizioni ottimali per la coltura di cellule, incluse le cellule staminali adulte. <br />Gli idrogeli e le composizioni oggetto dell’invenzione possono essere utilizzati come substrati per favorire la rigenerazione <i>in vivo</i> od <i>in vitro</i> di tessuti molli, come ad esempio il tessuto adiposo, il tessuto vascolare, la pelle. Sono anche utili nel campo del rilascio controllato di farmaci, in particolare polipeptidi e biomolecole attive, quali i fattori di crescita. Si prestano inoltre all’utilizzo come <i>carrier</i> di cellule.

Vantaggi

Nella preparazione degli idrogeli oggetto della presente invenzione è stata impiegata una metodologia di sintesi che permette di ottenere matrici bio- e emocompatibili a base di gelatina dotate di  stabilità sensibilmente più elevata in ambiente fisiological-like (tempi superiori ai 35 giorni) rispetto ad analoghi già presenti sul mercato o a livello sperimentale. La procedura di sintesi scelta avviene tramite addizione con meccanismo di tipo Michael, senza ricorrere a condizioni severe, quali temperature elevate, solventi organici, oppure impiego di reazioni chimiche complesse. Questo tipo di addizione nucleofila rispecchia tutti i requisiti richiesti, poiché può essere condotta a temperatura ambiente o di poco superiore, in tempi brevi e in soluzione acquosa.<br />Nessuno dei meccanismi di reticolazione della gelatina precedentemente riportati in letteratura avviene con le favorevoli modalità dell’addizione di tipo Michael descritta nella presente invenzione<br />La gelatina è stata scelta in quanto di origine naturale, con i vantaggi di biocompatibilità e degradabilità in ambiente fisiologico propri di queste componenti. In più, è derivata dal collagene, principale componente dei tessuti del corpo umano, ma, a seguito del trattamento chimico subito, a differenza di questo, non manifesta problemi di immunogenicità in vivo. Le proprietà della gelatina di origine animale nei confronti delle cellule (adesione e proliferazione) sono eccezionali, come dimostrato dai numerosi lavori di letteratura.

Stadio di sviluppo

Stadio sperimentale avanzato

Contatto

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