Dispositivi Medici Impiantabili
Il progetto di ricerca ha come obiettivo la realizzazione di dispositivi medici innovativi per applicazioni nel
settore cardiovascolare, nello specifico stent, attraverso un approccio multidisciplinare, in cui convergono aspetti
della scienza dei materiali, della chimica, dell’ingegneria, della biologia e della medicina. Le patologie
cardiovascolari rappresentano attualmente la principale causa di mortalità al mondo. Per questo motivo la ricerca
è indirizzata a sviluppare strategie terapeutiche appropriate o a migliorare le soluzioni terapeutiche esistenti.
Il progetto intende sviluppare due tipologie diverse di stent con caratteristiche avanzate:
stent coronarici polimerici funzionalizzati a rilascio di farmaco
stent metallici in Nitinol a rilascio di farmaco per applicazioni periferiche
Numerosi studi hanno evidenziato che la necessità di supporto meccanico per il vaso patologico è solo
temporanea. Infatti è stato dimostrato che, una volta completata la guarigione del vaso a seguito dell’intervento
di stenting, la permanenza di uno stent metallico all’interno del vaso può portare l’insorgere di complicanze. Per
tale motivo, la progettazione di stent bioriassorbibili ha suscitato grande interesse in ambito scientifico. In
quest’ottica il progetto di ricerca si prefigge come scopo la realizzazione di una nuova piattaforma di materiali
polimerici completamente biorassorbibili in grado di assicurare adeguate proprietà meccaniche e cinetiche di
degradazione. Le principali complicanze dovute all’operazioni di stenting sono la restenosi in stent e la trombosi
tardiva; in entrambi i casi la causa scatenante è legata al danneggiamento del tessuto intimale del vaso e in
particolare dello strato di cellule endoteliali. La rapida endotelizzazione della superficie dello stent risulta quindi
un aspetto fondamentale per il successo dell’intervento. Il progetto svilupperà un sistema di
funzionalizzazione biochimica per migliorare l’emocompatibilità e l’endotelizzazione del materiale
polimerico utilizzato per la produzione degli stent bioriassorbibili. In particolare verranno impiegati
peptidi, quali REDV, per il reclutamento specifico di cellule endoteliali (EC) e cellule progenitrici endoteliali
(EPC) rispetto alle piastrine o alle cellule muscolari lisce.
L’aterosclerosi, inoltre, è la causa più frequente dell’arteriopatia obliterante periferica degli arti inferiori.
L’ischemia cronica degli arti inferiori è oggi responsabile di numerose e sempre più gravi amputazioni con un
elevato impatto economico e sociosanitario. L’avvento delle tecniche endovascolari ha di fatto consentito una
significativa contrazione dell’incidenza di amputazioni rispetto al solo trattamento farmacologico e chirurgico
(by-pass). La rivascolarizzazione con tecniche non invasive sono ancor oggi principalmente costituite
dall’angioplastica con palloncino e l’impiego di stent espandibili con palloncino, auto-espandibili anche a rilascio
di farmaco è ancora oggetto di discussione scientifica. Uno degli obiettivi del progetto consiste nella
realizzazione di uno stent specifico per il trattamento di patologie aterosclerotiche nei vasi periferici al
di sotto del ginocchio, nello specifico uno stent in lega di Nitinol (lega metallica a memoria di forma),
rivestito con un film di carbonio a struttura turbostratica (Carbofilm, con caratteristiche di elevatata bio ed emocompatibilità), capace di caricare e successivamente rilasciare una formulazione farmaceutica (a base di
farmaci immunosoppressori) con proprietà antiproliferative, all’interno di apposite cave alloggiate sulla
superficie dello stent a contatto con il vaso periferico. Inizialmente, uno studio accurato dello stato dell’arte
degli stent medicati consentirà di selezionare un farmaco antiproliferativo ottimale e di identificarne il dosaggio
consigliato. Saranno inoltre selezionati gli eccipienti e i carrier polimerici degradabili comunemente adoperati
nelle formulazioni farmaceutiche antiproliferative. In seguito, saranno utilizzate le informazioni della letteratura
scientifica per l’elaborazione di formulazioni farmaceutiche innovative da integrare nello stent in Nitinol, nel
dettaglio (i) micro/nano particelle polimeriche a rilascio di farmaco e (ii) carrier polimerici porosi e non porosi
inglobanti il farmaco. Questi sistemi saranno confrontati con la tecnica “polymer free”, che prevede l’utilizzo del
farmaco in combinazione con un eccipiente, ma in assenza di un carrier polimerico. Verrà scelta tra queste la
formulazione che meglio preserva la stabilità del farmaco e la sua efficacia terapeutica, garantendone un rilascio
graduale nel tempo e che si presta al caricamento all’interno delle cave degli stent in Nitinol attraverso un
processo facilmente industrializzabile.
