Studio della microporosità di scaffold in collagene per la rigenerazione del midollo spinale

Le lesioni del midollo spinale nell’uomo sono molto eterogenee. L’incapacità di rigenerazione del midollo lesionato è attribuita all’instaurarsi di un ambiente inibitorio e alla formazione di una cicatrice gliale che funge da barriera chimica e meccanica alla rigenerazione assonale. L’impianto di scaffold microporosi rappresenta una valida strategia per guidare la rigenerazione, nel tentativo di ripristinare i collegamenti con i target di innervazione e promuovere il recupero funzionale. Porosità, distribuzione delle dimensioni dei pori, area superficiale specifica, interconnettività ed orientazione dei pori sono parametri cruciali che influenzano la bioattività dello scaffold. Lo scopo del presente lavoro è quello di modulare e caratterizzare la struttura microporosa di scaffold cilindrici in collagene, con porosità orientata in direzione longitudinale o assiale, destinati ad uno studio sulla rigenerazione del midollo spinale. Gli scaffold (3mm diametro, 3 cm lunghezza) sono stati realizzati mediante freezing unidirezionale di sospensioni di collagene di tipo I da derma bovino (a diverse concentrazioni), liofilizzazione e reticolazione termica e chimica. La porosità degli scaffold è stata quindi analizzata qualitativamente e quantitativamente mediante microscopia elettronica a scansione e ottica, al fine di determinare morfologia, omogeneità, diametro medio e grado di orientazione dei pori. L’analisi delle sezioni trasversali e longitudinali degli scaffold ha mostrato rispettivamente una distribuzione pressoché omogenea e una buona orientazione uniassiale dei pori per tutte le tipologie di campioni analizzate, evidenziando una leggera diminuzione della dimensione media all’aumentare della concentrazione di collagene utilizzata in fase di sintesi. Tuttavia, si è anche osservato un gradiente crescente del diametro medio dei pori lungo l’asse longitudinale degli scaffold, legato al gradiente di temperatura che si instaura durante il processo di freezing uniassiale. Inoltre, i trattamenti di reticolazione investigati sembrano non influenzare significativamente la microstruttura. Studi futuri saranno rivolti a comprendere l’effetto della microstruttura sul comportamento di cellule neuronali, immortalizzate e primarie, in vitro.