Introduzione alla Medicina Rigenerativa

Introduzione alla Medicina Rigenerativa

• La Medicina Rigenerativa è una branca della medicina che unisce ingegneria e biologia con l'obiettivo di curare o sostituire tessuti danneggiati o malati.
• Strategie:
  • Terapia a base di cellule che riescono a generare altre e a proliferare, come le cellule staminali.
  • Ingegneria tissutale, con lo sviluppo di matrice a rilascio controllato o scaffold, che sostengono e stimolano la rigenerazione.
  • Molecole solubili, come fattori di crescita che stimolano la formazione di nuova matrice extracellulare e/o richiamano altre cellule.

Biomateriali Polimerici

• I biomateriali sono materiali sintetici o naturali, usati per riparare, sostituire o migliorare un tessuto malato danneggiato.
• Deve avere:
  • Stabilità delle proprietà chimico-fisiche all'interno dell'ambiente biologico.
  • Proprietà meccaniche corrette.
  • Porosità per promuovere la diffusione di molecole bioattive e nutrimenti.
  • Procedibilità, ovvero deve poter essere formato con diverse tecniche nella forma più adatta all'utilizzo.
  • Biocompatibilità, ovvero non deve causare infiammazioni o provocare risposta immunitaria.

Classificazione dei Biomateriali Polimerici

• Prima generazione: biocompatibili ma inerti.
• Seconda generazione: materiali o bioattivi o biodegradabili.
• Terza generazione: sia bioattivi sia biodegradabili e stimolano risposte cellulari a livello molecolare.
• Quarta generazione: biomateriali intelligenti, capaci di rispondere a stimoli esterni, e biomimetici, in grado di simulare proprietà e struttura della matrice extracellulare.

Proprietà dei Polimeri

• Legami intracatena covalenti forti, che si instaurano tra gruppi funzionali dei monomeri e danno continuità all'interno della catena.
• Legami deboli o intercatena, come legami di Van der Waals, ponti H, interazioni polari che determinano una bassa densità, basso modulo elastico e basse temperature di fusione.
• Peso molecolare, connesso al numero e al tipo di atomi che compongono i monomeri e alla lunghezza della catena.

Distribuzione dei Pesi Molecolari

• Analisi di gruppi terminali, che però sono limitate a polimeri lineari e a determinati pesi molecolari.
• Tecnicas di MalDI (spettrometro di massa), che utilizza un laser per rompere le catene polimeriche in forma ionizzata.
• Cromatografia ad esclusione dimensionale (SEC), che otteniene la distribuzione dei pesi molecolari sfruttando l'esclusione tra fase mobile e stazionaria.

Classificazione dei Polimeri

• In base all'origine: sintetici e naturali.
• In base al comportamento termico: termoplastici e termoindurenti.
• In base alla cristallinità: amorfi e semicristallini.

Polimerizzazione

• Polimerizzazione anionica: specie attiva è un carboanione, senstiva all'acqua e ai contaminanti, usata nelle polimerizzazioni viventi.
• Polimerizzazione cationica: specie attiva è un carbocatione, poco controllabile e difficile da impiegare nelle polimerizzazioni viventi.
• Polimerizzazione per coordinazione: reazione di polimerizzazione in cui monomeri vinilici polimerizzano grazie alla coordinazione con il centro metallico dell'iniziatore.
• Polimerizzazione per apertura di anello: riguarda monomeri ciclici come eteri ciclici, esteri ciclici e ammidi ciclici.

Stati della Materia e Cristallizzazione

• Diverse temperature hanno diversi stati della materia.
• La temperatura dà indicazioni sul movimento permesso tra le molecole e quindi sul volume totale del materiale.
• I polimeri sono macromolecole e non potranno mai trovarsi allo stato gassoso.
• Cristallizzazione: consiste in un'organizzazione delle catene e avviene alla temperatura Tm.

La Medicina Rigenerativa unisce ingegneria e biologia per curare o sostituire tessuti danneggiati o malati. Le strategie includono terapia a base di cellule e ingegneria tissutale.