Stimuli-responsive scaffolds in wound healing

This doctoral thesis aims to design and develop electroactive stimuli-responsive scaffolds and to investigate their physicochemical and biological properties for applications in tissue engineering. In the first part of the work, conductive nanofibrous scaffolds were developed for the treatment of chronic wounds. Through the integration of conductive materials and the application of external electrical stimulation, these systems aim to mimic the physiological wound electric potential and promote cell alignment, migration, and skin re-epithelialization. The second part of the thesis focuses on the treatment of fibrotic scars following myocardial infarction. Conductive freeze-dried matrices and thermoresponsive hydrogels were developed to restore electrical communication in the fibrotic myocardium, where the formation of non-conductive scar tissue compromises the synchronized cardiomyocytes contraction. These systems are designed to facilitate the propagation of electrical signals across the damaged area, supporting cellular synchrony and contributing to the functional recovery of cardiac tissue. Overall, the results highlight the potential of electroactive scaffolds as advanced platforms to improve tissue regeneration processes.

Questa tesi di dottorato ha come obbiettivo la progettazione e lo sviluppo di scaffold stimuli-responsive elettroattivi e la loro caratterizzazione fisico-chimica e biologica per applicazioni in ingegneria tissutale. Nella prima parte, scaffold nanofibrosi conduttivi sono stati sviluppati per il trattamento delle ferite croniche. Attraverso l’integrazione di materiali conduttivi e l’applicazione di stimolazione elettrica esterna, questi sistemi mirano a imitare il potenziale elettrico fisiologico della ferita e a favorirel’allineamento e la migrazione cellulare e la riepitelizzazione cutanea. La seconda parte della tesi è focalizzata sul trattamento delle cicatrici fibrotiche dopo infarto cardiaco. Sono stati sviluppati matrici liofilizzate e idrogeli conduttivi progettati per ristabilire la comunicazione elettrica nel miocardio fibrotico, dove la formazione di tessuto cicatriziale non conduttivo compromette la contrazione coordinata dei cardiomiociti. I sistemi progettati mirano quindi a facilitare la propagazione dei segnali elettrici nell’area danneggiata, supportando la sincronia cellulare e contribuendo al recupero funzionale del tessuto cardiaco. Nel complesso, i risultati ottenuti evidenziano il potenziale degli scaffold elettroattivi come piattaforme avanzate per migliorare i processi di rigenerazione tissutale.