Sperimentata nel modello del topo diabetico, questa medicazione ha dimostrato come il trattamento delle lesioni con fibrina caricata con CB-LP, o con PLG, sia in grado di accelerare la chiusura della ferita rispetto alle lesioni trattate con medicazione di sola fibrina. L’intervento è stato presentato a LAB Italia 2025 dal dott. Giorgio Soldani dell’Istituto di Fisiologia Clinica del CNR.
La fibrina è una proteina insolubile fondamentale nel processo di coagulazione del sangue e nella guarigione delle ferite.
Essa viene generata dalla conversione del fibrinogeno, una proteina solubile prodotta dal fegato, grazie all’azione dell’enzima trombina.
Quando si verifica un danno a un vaso sanguigno, la trombina trasforma il fibrinogeno in fibrina, che si polimerizza formando una rete tridimensionale che intrappola piastrine e altri componenti cellulari, creando così un coagulo che arresta la perdita di sangue e stabilisce il substrato necessario per la riparazione del tessuto danneggiato.
La struttura intrecciata della fibrina le conferisce proprietà elastiche e la capacità di adattarsi alla crescita del coagulo, rendendo possibile sia l’arresto dell’emorragia sia la creazione di una matrice temporanea che supporta la rigenerazione tissutale. Successivamente, con il progresso della guarigione, la rete di fibrina viene lentamente degradata nel processo di fibrinolisi, permettendo al tessuto di ristrutturarsi ed evitare la formazione di coaguli anomali che possano ostruire la circolazione.
Il sangue del cordone ombelicale umano conservato nelle banche del sangue non può sempre essere utilizzato per il trapianto di cellule staminali emopoietiche, poiché fino all’80% delle cellule staminali è inferiore al limite minimo richiesto per tale applicazione, essendo quindi disponibile per applicazioni non- trasfusionali. Dal sangue del cordone ombelicale per uso non-trasfusionale si può ottenere il lisato piastrinico – un prodotto biologico ricavato dalla lisi (cioè, dalla rottura controllata) delle piastrine presenti nel sangue cordonale. Durante questo processo— spesso eseguito mediante cicli di congelamento e scongelamento — le piastrine vengono fatte rompere, liberando una ricca gamma di fattori di crescita, citochine e altre molecole bioattive presenti al loro interno. Questi componenti risultano cruciali per stimolare la rigenerazione dei tessuti, supportare la riparazione cellulare e modulare le risposte infiammatorie. L’interesse clinico verso questo prodotto si fonda sulla sua capacità di favorire la proliferazione, la migrazione e la differenziazione cellulare.
Il plasminogeno è una proteina plasmatiche prodotta principalmente dal fegato, che funge da precursore inattivo dell’enzima plasmina. La sua funzione principale consiste nel partecipare al meccanismo di fibrinolisi, ovvero il processo che porta alla degradazione dei coaguli di fibrina formatisi per arrestare un’emorragia. Una volta che il corpo non ha più bisogno del coagulo, gli attivatori del plasminogeno — come il tPA (tissue-type plasminogen activator) o l’uPA (urokinase-type plasminogen activator) — lo convertono in plasmina, l’enzima che rompe la rete di fibrina e favorisce il ripristino dell’integrità vascolare. La struttura del plasminogeno è caratterizzata dalla presenza di diversi domini, in particolare i domini Kringle, che facilitano il legame con la fibrina, concentrando così l’attivazione della proteina proprio nel sito in cui il coagulo si è formato. Questo sistema, estremamente regolato, evita l’attivazione incontrollata della plasmina, proteggendo il sistema circolatorio dalla dissoluzione prematura dei coaguli e prevenendo complicanze quali la trombosi o, al contrario, l’emorragia. Oltre al suo ruolo nella fibrinolisi, il plasminogeno, una volta attivato in plasmina, interviene anche in altri processi biologici, come la modulazione della risposta infiammatoria e la ristrutturazione della matrice extracellulare.
Basandosi sulle considerazioni sopra esposte riguardo alle caratteristiche biologiche dei prodotti utilizzati, lo scopo del lavoro del team del dott. Soldani è stato quello di realizzare una medicazione a base di fibrina in grado di fornire un rilascio locale e prolungato di lisato piastrinico cordonale (CB-PL), o di plasminogeno (PLG), nel sito della ferita.
Materiali e metodi
Medicazioni a base di fibrina, caricate con CB-PL, o con PLG, sono state realizzate mediante un particolare processo di spruzzatura a 3 vie (domanda di brevetto IT in corso di registrazione N. 102021000025664) in cui una soluzione di fibrinogeno, una di CB-PL, o di PLG, ed una soluzione di trombina sono state spruzzate, a basso flusso (rispettivamente 0,33 e 0,167 ml/min), su un supporto cilindrico rotante (Fig. 1).
Sono state valutate le proprietà morfologiche, meccaniche e biologiche delle medicazioni a base di fibrina. Inoltre, l’effetto delle medicazioni sulla guarigione delle ferite è stato valutato in lesioni a tutto spessore nei topi diabetici (ɸ = 8 mm). Il grado di guarigione è stato valutato attraverso la riduzione percentuale dell’area della ferita e mediante l’analisi istologica dei campioni espiantati a 7 e 14 giorni. Come campione di riferimento è stata utilizzata una medicazione di fibrina senza CB-PL o PLG.
Risultati
L’analisi al microscopio elettronico a scansione (SEM) ha mostrato la tipica struttura nanofibrillare della fibrina sulla superficie delle medicazioni. I test di trazione hanno evidenziato valori significativamente più elevati di stress e deformazione finali della medicazione di fibrina (patch) rispetto al coagulo di fibrina ottenuto con metodi tradizionali (Fig.2). La cinetica di rilascio in vitro ha mostrato un cospicuo rilascio iniziale di fattori di crescita (CB-PL o PLG), successivamente il rilascio è rallentato, raggiungendo un plateau a 7 giorni.
La medicazione di fibrina contenente CB-PL o PLG applicata alle lesioni murine ha mostrato un tasso di chiusura significativamente più elevato a 14 giorni rispetto alla medicazione di fibrina non caricata con fattori bioattivi ed utilizzata come materiale di riferimento (Fig. 3 e 4).
L’analisi istologica ha dimostrato una migliore riepitelizzazione (colorazione con ematossilina ed eosina) e deposizione di collagene (colorazione con tricromica di Masson) nel tessuto di granulazione nei topi trattati con medicazione di fibrina caricata con CB-PL o PLG (Fig. 5) rispetto alla medicazione di fibrina non caricata.
Conclusioni
Il prodotto a base di fibrina sviluppato è una medicazione “bioattiva” in grado di rilasciare, direttamente nella lesione, fattori di crescita tissutali, come ad esempio CB-LP o PLG, promuovendo il processo riparativo e garantendo tempi di guarigione rapidi come è stato dimostrato sperimentalmente in topi diabetici.
Pertanto il prodotto è indicato per il trattamento delle ulcere cutanee, in particolare diabetiche, offrendo una maggiore efficacia clinica, efficienza e beneficio rispetto alle medicazioni convenzionali che si limitano a mantenere la lesione pulita e umida o a contenere l’infezione batterica. La medicazione realizzata è competitiva rispetto a quelle attualmente esistenti in commercio perché ha la peculiarità di promuovere attivamente il processo di cicatrizzazione.
- Team di ricerca – Giorgio Soldani, Paola Losi, Tamer Al Kayal, Ilenia Foffa, Aida Cavallo, Marianna Buscemi, Istituto di Fisiologia Clinica del CNR
- Tutela brevettuale – Il metodo per la produzione della medicazione a base di fibrina è sotto tutela brevettuale con il seguenti brevetto italiano concesso e domanda di estensione PCT in Europa ed U.S.A.:
- Granted Italian Patent – N° 102021000025664 – Filed on 7 October 2021
- European Patent Application n. EP 22798193.3 and US Patent Application n. US18/699,585 (both from the PCT application n. WO2023057973 – Filed on 7 October 2022)
Approfondimento a cura del dott. Giorgio Soldani, Sc.D. con più di 37 anni di esperienza professionale dedicati alla progettazione, fabbricazione e caratterizzazione di dispositivi biomedici realizzati in diversi materiali ma con particolare interesse per i siliconi, i poliuretani ed i polimeri biologici. Il dott. Soldani ha presentato il contributo “Medicazione a base di fibrina caricata con fattori bioattivi per la guarigione di ulcere diabetiche” all’Arena delle conferenze scientifiche di LAB Italia 2025, la seconda edizione dell’evento dedicato a 360° al mondo dell’industria italiana del laboratorio, co-organizzato da LabWorld.it.
In copertina: a sinistra medicazione a base di fibrina; a destra microfotografia elettronica a scansione (SEM) ad alto ingrandimento di come appare la superficie reticolata della medicazione a base di fibrina ottenuta con tecnologia spray.
