Riassunto analitico
Introduzione: La biocompatibilità è un requisito indispensabile per un dispositivo medico, in particolare per un materiale che entra in contatto con il paziente o con i liquidi biologici. I requisiti che definiscono la biocompatibilità di un materiale ad uso medicale sono indicati nella normativa UNI EN ISO 10993, con riferimento alla citotossicità nella parte 5. Lo sviluppo dei materiali nel nuovo contesto normativo (MDR745/2017), richiede approcci di ricerca in grado di fornire numerosi dati di biocompatibilità accurati, predittivi e, in tempi brevi. Scopo della tesi: Nel progetto di tesi è stata analizzata la biocompatibilità di due materiali con saggi riportati dalla normativa ISO10993.5 e confrontati con approcci innovativi sviluppati in questo studio. Dato l’utilizzo clinico dei materiali, sono stati sviluppati modelli cellulari in grado di simulare in vitro l’interazione cellula-materiale, poi quantificata con la tecnologia Label-free (LF), di norma utilizzata per studi di drug discovery o valutazioni di pathway cellulari, e qui traslata per studiare la biocompatibilità. Materiali e Metodi: Sono state analizzate resine a scambio ionico, commercialmente disponibili nel campo biomedicale (indicate come Krems e CG300), utilizzate in filtri per la selezione ed il sequestro di molecole circolanti. Gli eluati delle due resine, preparati sia in terreno di coltura che in plasma, (ISO parte 12) sono stati utilizzati per i test da normativa (MTT). Il numero di cellule vive/morte è stata valutato tramite test Live and Dead (L&D), eseguito dopo 24 ore di contatto cellule-eluati. Tramite tecnologia LF si è simulato l’intended use dei materiali valutando la riposta cellulare della linea di L929 a contatto diretto cellule-resine in terreno ed in plasma. Non essendo una tecnologia indicata per il contatto diretto, si è voluto testare la risposta cellulare a seguito di un contatto indiretto con le due resine. In particolare, sono stati progettati e stampati internamente (stampa 3D) transwell ad hoc per le piastre da 96 pozzetti specifiche per LF, in quanto non disponibili commercialmente. Le tempistiche di analisi sono state mantenute coerenti con quelle da normativa, ovvero 24 ore. Risultati: Il test MTT, eseguito su eluati ottenuti sia da terreno di coltura sia da plasma, ha mostrato una vitalità cellulare analoga (>70%), indice di resine biocompatibili e non citotossiche. Il saggio L&D ha evidenziato una maggiore mortalità nelle colture trattate con eluato prodotto da plasma. Questo ci ha indirizzato a realizzare un modello per simulare l’interazione cellula-materiale simile all’applicazione clinica: le resine sono state poste a contatto diretto con le cellule sia in terreno che in plasma. Il saggio LF descrive la risposta biologica delle cellula come variazione della masse adesa al supporto di coltura in funzione del tempo. I risultati ottenuti confermano la biocompatibilità del materiale, mostrando però una risposta diversa nelle colture trattate con plasma rispetto a quelle trattate con terreno. Questa risposta suggerisce un aumento dello spread delle cellula adesa al supporto di coltura a sua volta indice dell’attivazione di pathways, ma che richiede un ulteriore approfondimento. Il contatto indiretto realizzato mediante transwell ottenuti da stampa 3D, ha confermato il trend ottenuto dal contatto diretto. Conclusione: LF conferma la biocompatibilità dei materiali analogamente ai saggi riportati nella normativa ISO 10993-5. La tecnologia se associata al modello cellulare che simula l’applicazione clinica (contatto diretto in presenza di plasma), mostra una risposta biologica step by step, con andamenti peculiari di possibili pathway cellulari, importanti nella caratterizzazione del materiale.
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