ITMI20082037A1 - HYDROGEL SUITABLE FOR CONTAINING AND CARRYING CELLS - Google Patents

HYDROGEL SUITABLE FOR CONTAINING AND CARRYING CELLS

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ITMI20082037A1
ITMI20082037A1 IT002037A ITMI20082037A ITMI20082037A1 IT MI20082037 A1 ITMI20082037 A1 IT MI20082037A1 IT 002037 A IT002037 A IT 002037A IT MI20082037 A ITMI20082037 A IT MI20082037A IT MI20082037 A1 ITMI20082037 A1 IT MI20082037A1
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Francesco Daniele
Carmen Giordano
Maurizio Masi
Giuseppe Perale
Filippo Rossi
Marta Tunesi
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Milano Politecnico
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Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: Description of the patent for industrial invention entitled:

“IDROGELO IDONEO A CONTENERE E VEICOLARE CELLULE” POLITECNICO DI MILANO "HYDROGEL SUITABLE TO CONTAIN AND VEHICLE CELLS" POLITECNICO DI MILANO

La presente invenzione ha per oggetto un idrogelo a doppia matrice polimerica interpenetrante formata da un polimero di acido acrilico o carbomerico, un polimero naturale, un agente di reticolazione, detto idrogelo contenendo cellule appoggiate sulla sua superficie esterna o alloggiate all’interno del reticolo tridimensionale formato da detta matrice polimerica. The present invention relates to a hydrogel with a double interpenetrating polymeric matrix formed by a polymer of acrylic or carbomeric acid, a natural polymer, a cross-linking agent, said hydrogel containing cells resting on its external surface or housed within the three-dimensional network formed from said polymeric matrix.

CONTESTO DELL’INVENZIONE BACKGROUND OF THE INVENTION

Nella cura di molte patologie che portano alla degenerazione di specifici organi, spesso, l’unica alternativa terapeutica possibile è rappresentata dal trapianto d’organi. Laddove possibile, esso è però associato a un grado di rischio elevato per il paziente, dato che sono possibili complicazioni quali la trasmissione di patologie da donatore a ricevente o il rigetto dell’organo stesso, unito alla cronica scarsità di organi disponibili. Inoltre, questo tipo di approccio non può essere applicato a tutti i distretti corporei soggetti a patologie degenerative. Infatti a tutt’oggi non esiste la possibilità di applicare terapie di trapianto in molte patologie degenerative quali, in alcuni casi, quelle a carico di alcuni distretti con tessuti connettivi, quelle del tessuto osseo, del derma e dell’epidermide, oltre che del sistema nervoso centrale. In the treatment of many diseases that lead to the degeneration of specific organs, the only possible therapeutic alternative is often represented by organ transplantation. Where possible, however, it is associated with a high degree of risk for the patient, since complications are possible such as the transmission of pathologies from donor to recipient or rejection of the organ itself, combined with the chronic shortage of available organs. Furthermore, this type of approach cannot be applied to all areas of the body subject to degenerative pathologies. In fact, to date there is no possibility of applying transplantation therapies in many degenerative pathologies such as, in some cases, those affecting some districts with connective tissues, those of bone tissue, dermis and epidermis, as well as of the system central nervous.

Un caso emblematico, ed assai noto, è quello delle patologie legate all’infarto del miocardio. Esse infatti sono una comune causa di morte e di abbattimento della qualità della vita in tutto il mondo. In seguito ad un attacco di cuore il miocardio subisce un danno più o meno esteso che porta alla perdita di funzionalità del muscolo cardiaco ed alla formazione di tessuto necrotizzante e non funzionale. Quando il decesso è una conseguenza evitata, l’insufficienza cardiaca cronica, a diversi livelli di gravità, è una prospettiva certa. Allo stato attuale per gli stadi più gravi di questa patologia non sono ancora disponibili delle cure farmacologiche efficaci e pertanto il trapianto spesso è l’ultima possibilità terapeutica ma non sempre purtroppo è perseguibile. Per i casi meno gravi, le cure disponibili permettono solamente un mantenimento dello status quo clinico. Non sono infatti disponibili terapie che portino significativo miglioramento e recupero per il miocardio [si veda al riguardo la monografia J.O. Mudd, D.A. Kass, Nature, volume 451: pgg. 919-928, 2008]. La possibilità di iniettare specifiche cellule sane nelle zone infartuate al fine di indurne la rigenerazione sta emergendo come la via con maggiori possibilità di successo [come risulta evidente per esempio nelle seguenti monografie: M.N. Giraud et al., Tissue Eng 13(8): 1825-1836; 2008. V.F.M. Segers, R.T. Lee, Nature 451: 937-942; 2008. S.J. Dimmeler et al., Arterioscl. Thromb. Vasc. Biol. 28: 208-216, 2008]. An emblematic and well known case is that of pathologies related to myocardial infarction. In fact, they are a common cause of death and decrease in the quality of life all over the world. Following a heart attack, the myocardium suffers more or less extensive damage that leads to the loss of functionality of the heart muscle and the formation of necrotizing and non-functional tissue. When death is an avoided consequence, chronic heart failure, at different levels of severity, is a certain prospect. At present, effective pharmacological treatments are not yet available for the most serious stages of this disease and therefore transplantation is often the last therapeutic option but unfortunately it is not always punishable. For less severe cases, the treatments available only allow a maintenance of the clinical status quo. In fact, no therapies are available that lead to significant improvement and recovery for the myocardium [see in this regard the monograph J.O. Mudd, D.A. Kass, Nature, volume 451: pp. 919-928, 2008]. The possibility of injecting specific healthy cells into the infarcted areas in order to induce their regeneration is emerging as the way with the greatest chance of success [as is evident for example in the following monographs: M.N. Giraud et al., Tissue Eng 13 (8): 1825-1836; 2008. V.F.M. Segers, R.T. Lee, Nature 451: 937-942; 2008. S.J. Dimmeler et al., Arterioscl. Thromb. Vasc. Biol. 28: 208-216, 2008].

Il minore livello di specializzazione cellulare nei tessuti a forte componente connettivale rappresenta una situazione forse migliore per certi versi poiché esistono alcune possibilità di realizzare strutture bi- e tridimensionali artificiali in grado di ospitare e veicolare cellule specifiche per il reintegro funzionale delle strutture danneggiate. Questi dispositivi artificiali, noti anche come scaffolds, rappresentano una delle colonne portanti dell’ingegneria dei tessuti ma non sono certo esenti da problematiche [si veda a titolo esemplificativo quanto riportato nella monografia C.H. Evans et al., Tissue Engineering, Volume 13(8), pgg. 1987-1993, 2007]. In questo ambito una tipologia ben nota di danni riguarda quelli a carico delle cartilagini, soprattutto quelle articolari. Il tessuto cartilagineo è un tipo particolare di tessuto connettivo caratterizzato da notevoli doti di resistenza e di elasticità, che svolge un ruolo di sostegno strutturale all'interno dell'organismo. È un tipo particolare di tessuto connettivo e, come tale, è costituito da cellule disperse in una abbondante matrice extracellulare gelatinosa, ricca di fibre (responsabili dell'elasticità) e di sostanza amorfa di origine proteica. Le cartilagini articolari sono quelle che rivestono le superfici delle articolazioni e quelle più note per essere soggette a traumi sono quelle del ginocchio. Non si tratta certo di patologie mortali ma sono fastidiose e possono ridurre la qualità della vita e risultare invalidanti. Le tecniche chirurgiche sviluppate mirano sostanzialmente a ridurre il difetto eliminando la zona lesa ma questo espone l’articolazione ad attriti maggiori e maggior usura nel tempo. Non vi sono terapie farmacologiche sostanzialmente efficaci. La medicina rigenerativa è pertanto guardata come la frontiera per la cura di queste patologie, soprattutto quelle di origine traumatica. Veicolare condrociti e farli permanere vivi in situ è l’impostazione di base delle terapie in corso di sviluppo che si basano principalmente su due approcci similari: a) portare le cellule attraverso l’uso di matrici solide planari della forma del difetto da integrare, b) portare le cellule attraverso gel che vengono iniettati sino a riempire il difetto da integrare. In entrambi i casi le soluzioni propendono per l’uso di materiali biodegradabili al fine di meglio favorire l’integrazione [come dimostrato per esempio nelle seguenti monografie: Jorgensen C et al., Best Practice & Research In Clinical Rheumatology 22(2), Pgg 269-284, 2008. Grayson WL et al., Trends In Biotechnology, (26)4, Pgg. 181-189, 2008]. The lower level of cellular specialization in tissues with a strong connective component represents a perhaps better situation in some ways since there are some possibilities of creating artificial two- and three-dimensional structures capable of hosting and carrying specific cells for the functional reintegration of damaged structures. These artificial devices, also known as scaffolds, represent one of the pillars of tissue engineering but are certainly not free from problems [see for example what is reported in the monograph C.H. Evans et al., Tissue Engineering, Volume 13 (8), pp. 1987-1993, 2007]. In this context, a well-known type of damage concerns those affecting the cartilages, especially the articular ones. Cartilage tissue is a particular type of connective tissue characterized by remarkable qualities of resistance and elasticity, which plays a structural support role within the body. It is a particular type of connective tissue and, as such, consists of cells dispersed in an abundant gelatinous extracellular matrix, rich in fibers (responsible for elasticity) and amorphous substance of protein origin. The articular cartilages are those that line the surfaces of the joints and the ones most known to be prone to trauma are those of the knee. Certainly these are not fatal diseases but they are annoying and can reduce the quality of life and be disabling. The surgical techniques developed essentially aim to reduce the defect by eliminating the injured area but this exposes the joint to greater friction and greater wear over time. There are no substantially effective drug therapies. Regenerative medicine is therefore seen as the frontier for the treatment of these pathologies, especially those of traumatic origin. Carrying chondrocytes and keeping them alive in situ is the basic setting of therapies under development which are mainly based on two similar approaches: a) to bring the cells through the use of solid planar matrices of the shape of the defect to be integrated, b ) bring the cells through gels that are injected until the defect to be integrated is filled. In both cases, the solutions favor the use of biodegradable materials in order to better promote integration [as demonstrated for example in the following monographs: Jorgensen C et al., Best Practice & Research In Clinical Rheumatology 22 (2), Pgg 269-284, 2008. Grayson WL et al., Trends In Biotechnology, (26) 4, Pgg. 181-189, 2008].

Analogamente, le patologie degenerative a carico del tessuto osseo possono risultare in una fragilità strutturale particolarmente grave e le principali terapie sono quelle farmacologiche che non sempre però danno garanzia di efficacia e non sono prive di gravi effetti collaterali. Tuttavia anche il settore dell’ingegneria dei tessuti sta portando nuove prospettive alla rigenerazione dell’osso [come può essere riscontrato dalle osservazioni riportate nel seguente lavoro: Waese EYL, Kandel RR, Stanford WL, Skeletal Radiology 37(7), Pgg. 601-608, 2008]. In questo ambito il ruolo fondamentale è giocato dalle proprietà meccaniche dei materiali utilizzati per la realizzazione degli scaffolds, che sono i dispositivi maggiormente impiegabili [come riportato in numerosi lavori monografici tra i quali possiamo citare i seguenti: Stevens MM, Materials Today 11(5), Pgg. 18-25, 2008. Barrere F et al., Materials Science & Engineering R-Reports, 59(1-6), Pgg. 38-71, 2008]. Per dovere di completezza va anche ricordato che in ambito rigenerativo osseo, tendineo e cartilagineo vi sono numerosi studi che vedono l’uso di scaffolds ad alta porosità imbibiti da matrici a base idrogelica contenenti a loro volta le cellule [si veda a tal proposito, per esempio, l’ampia bibliografia citata nel brevetto statunitense US6171610]. Similarly, degenerative pathologies affecting the bone tissue can result in particularly severe structural fragility and the main therapies are pharmacological ones which, however, do not always guarantee efficacy and are not without serious side effects. However, the tissue engineering sector is also bringing new perspectives to bone regeneration [as can be seen from the observations reported in the following work: Waese EYL, Kandel RR, Stanford WL, Skeletal Radiology 37 (7), Pgg. 601-608, 2008]. In this context the fundamental role is played by the mechanical properties of the materials used for the realization of the scaffolds, which are the most usable devices [as reported in numerous monographic works among which we can mention the following: Stevens MM, Materials Today 11 (5) , Pgg. 18-25, 2008. Barrere F et al., Materials Science & Engineering R-Reports, 59 (1-6), Pgg. 38-71, 2008]. For the sake of completeness, it should also be remembered that in the bone, tendon and cartilage regenerative field there are numerous studies that see the use of high porosity scaffolds imbued with hydrogel-based matrices containing the cells in turn [see in this regard, for for example, the extensive bibliography cited in US patent US6171610].

A livello generale, brevemente, la letteratura scientifica individua sostanzialmente quattro possibili strade per la rigenerazione dei tessuti: On a general level, briefly, the scientific literature basically identifies four possible ways for tissue regeneration:

a) la stimolazione di meccanismi di rigenerazione autonoma endogena – approccio fondato su basi ancora non solide e con procedure non ancora ben identificate, nel complesso ad oggi considerato poco promettente; b) il trapianto di cellule isolate direttamente nel sito danneggiato – approccio empirico basato su un buon principio funzionale ma che porta con sé numerosi svantaggi e problemi quali l’alta perdita cellulare e la conseguente bassa integrazione col tessuto adiacente; a) the stimulation of endogenous autonomous regeneration mechanisms - an approach based on still not solid foundations and with procedures not yet well identified, on the whole currently considered unpromising; b) the transplantation of isolated cells directly into the damaged site - empirical approach based on a good functional principle but which brings with it numerous disadvantages and problems such as high cell loss and consequent low integration with adjacent tissue;

c) il trapianto di tessuto generato in vitro (detto anche graft) – approccio empirico basato su un buon principio tissutale ma con notevoli complessità poiché il graft deve integrarsi al meglio con il tessuto adiacente, essere in grado di sopportare le eventuali sollecitazioni meccaniche a cui va sottoposto una volta in vivo ed eventualmente avere una caratteristica di bioriassorbibilità adeguata con il tessuto bersaglio; c) tissue transplantation generated in vitro (also called graft) - empirical approach based on a good tissue principle but with considerable complexity since the graft must integrate better with the adjacent tissue, be able to withstand any mechanical stresses to which it must be subjected once in vivo and possibly have an adequate bioabsorbability characteristic with the target tissue;

d) l’utilizzo di materiali avanzati micro e nano strutturati che siano in grado di ospitare specifiche popolazioni cellulari fornendo un ambiente compatibile e favorevole e che successivamente possano essere utilizzati come veicolo per l’impianto – approccio avveniristico basato su principi razionali ma che necessita ancora di una piena comprensione di tutti i fenomeni coinvolti. d) the use of advanced micro and nano structured materials that are able to host specific cell populations providing a compatible and favorable environment and that can subsequently be used as a vehicle for implantation - a futuristic approach based on rational principles but which still needs a full understanding of all the phenomena involved.

Quale che sia l’approccio perseguito, le procedure ad oggi disponibili permettono spesso il raggiungimento di una ricostruzione solo parziale e spesso nemmeno di quella. Le ragioni di questo limitato successo sono molteplici e principalmente vanno ricercate negli aspetti cellulari e nella mancanza di un supporto fisico adeguato per le cellule così trapiantate, o iniettate, nel lasso di tempo che intercorre tra l’impianto e l’integrazione con i tessuti adiacenti. Inoltre, in assenza di un adeguato supporto permeabile ai nutrienti le cellule non riescono ad approvvigionarsi dei nutrienti stessi necessari alla loro sopravvivenza. Whatever the approach pursued, the procedures available today often allow the achievement of only a partial reconstruction and often not even that. The reasons for this limited success are many and mainly to be sought in the cellular aspects and in the lack of adequate physical support for the cells thus transplanted, or injected, in the time lapse between implantation and integration with adjacent tissues. . Furthermore, in the absence of adequate support permeable to nutrients, the cells are unable to supply themselves with the nutrients themselves necessary for their survival.

Le precedenti ragioni stanno portando la ricerca ad orientarsi verso lo sviluppo di matrici di supporto che permettano la veicolazione delle cellule aumentando la sopravvivenza delle stesse e l’integrazione con il tessuto bersaglio, al fine ultimo di dar origine ad un nuovo tessuto funzionale ed integrato istologicamente con le strutture adiacenti. The previous reasons are leading the research to move towards the development of support matrices that allow the transport of cells, increasing their survival and integration with the target tissue, in order to give rise to a new functional and histologically integrated tissue. with adjacent structures.

Alla luce di quanto precedentemente detto, oltre alle cellule, un elemento essenziale nell’ingegneria tissutale è pertanto rappresentato dai materiali utilizzati, tra questi gli idrogeli svolgono un ruolo di primo piano essendo particolarmente utili come sistemi per il sostegno e la veicolazione di cellule e di popolazioni cellulari. In alcuni casi le richieste di funzionalità meccanica rendono imprescindibile l’uso di scaffolds ma molto spesso i tessuti bersagli richiedono di essere inondati da un flusso cellulare che sia stabile e ne permetta il reintegro e questo si può facilmente realizzare con l’uso di appositi idrogeli. Come si è detto, in alcuni casi è possibile anche l’uso di soluzioni miste in cui scaffolds solidi sono imbibiti di idrogeli contenenti o supportanti le cellule. In light of the above, in addition to cells, an essential element in tissue engineering is therefore represented by the materials used, among these the hydrogels play a leading role being particularly useful as systems for supporting and conveying cells and cell populations. In some cases the requests for mechanical functionality make the use of scaffolds essential but very often the target tissues require to be flooded with a cellular flow that is stable and allows its reintegration and this can be easily achieved with the use of special hydrogels. . As mentioned, in some cases it is also possible to use mixed solutions in which solid scaffolds are soaked in hydrogels containing or supporting the cells.

Gli idrogeli sono strutture polimeriche tridimensionali in grado di rigonfiare trattenendo acqua, o altri liquidi, al loro interno. Le catene polimeriche sono legate tra loro tramite legami intermolecolari che possono essere di diversa natura. Gli idrogeli possono essere prodotti in numerosi modi, uno dei quali consiste nella reazione di uno o più monomeri oppure grazie all’associazione di ponti a idrogeno o forti interazioni di van der Waals tra catene polimeriche. A seconda dei componenti utilizzati, gli idrogeli possono risultare biodegradabili oppure biostabili, biocompatibili o citotossici. Molti idrogeli biocompatibili, biodegradabili e non, stanno ottenendo notevole attenzione da parte del mondo scientifico-tecnico grazie alle loro caratteristiche intrinseche che li rendono particolarmente adatti ed ideali per molte applicazioni in ambito biomedico. Hydrogels are three-dimensional polymeric structures capable of swelling by retaining water, or other liquids, inside them. The polymer chains are linked together through intermolecular bonds which can be of different nature. Hydrogels can be produced in numerous ways, one of which consists in the reaction of one or more monomers or thanks to the association of hydrogen bridges or strong van der Waals interactions between polymer chains. Depending on the components used, the hydrogels can be biodegradable or biostable, biocompatible or cytotoxic. Many biocompatible, biodegradable and non-biodegradable hydrogels are gaining considerable attention from the scientific-technical world thanks to their intrinsic characteristics that make them particularly suitable and ideal for many applications in the biomedical field.

Da un punto di vista strettamente chimico, gli idrogeli possono essere classificati in diversi modi, in base al loro metodo di preparazione, alla carica ionica distribuita o alla loro struttura fisica. Per quanto riguarda il metodo di preparazione, gli idrogeli possono essere classificati come omopolimerici, copolimerici, multipolimerici o polimerici interpenetranti. I primi sono costituiti da reti polimeriche legate tra di loro da un’unità monomerica che deve essere idrofila. I secondi sono costituiti da due comonomeri, almeno uno dei quali deve essere idrofilo. I multipolimerici sono ottenuti partendo da tre o più comonomeri intereagenti tra loro, di cui almeno uno idrofilo. Infine, i polimerici interpenetranti sono ottenuti attraverso il rigonfiamento di una prima rete attorno alla quale successivamente si forma una struttura tridimensionale. From a strictly chemical point of view, hydrogels can be classified in different ways, based on their method of preparation, their distributed ionic charge or their physical structure. Regarding the method of preparation, hydrogels can be classified as homopolymer, copolymer, multipolymer or interpenetrating polymer. The former consist of polymeric networks linked together by a monomer unit which must be hydrophilic. The latter consist of two comonomers, at least one of which must be hydrophilic. The multipolymers are obtained starting from three or more inter-reactive comonomers, of which at least one is hydrophilic. Finally, the interpenetrating polymers are obtained by swelling a first network around which a three-dimensional structure is subsequently formed.

Le proprietà chimiche e fisiche degli idrogeli li rendono pertanto particolarmente adatti per l’utilizzo in campo biomedico e farmaceutico. In particolare, la loro biocompatibilità costituisce il primo requisito fondamentale per tali applicazioni. La loro idrofilia può garantire ottime caratteristiche in termini di permeabilità ai gas e ad altre sostanze, permettendo anche il rilascio controllato di principi attivi e sostenendo la presenza di popolazioni cellulari al loro interno o sulla loro superficie. Una delle prime applicazioni sviluppate, ancor oggi massivamente diffusa, è legata alla fabbricazione di lenti a contatto dove gli idrogeli sono utilizzati grazie alla loro buona stabilità meccanica, il favorevole indice di rifrazione e l’elevata permeabilità all’ossigeno. Altre applicazioni, quali quelle descritte in questa domanda, includono l’uso degli idrogeli quali materiali artificiali bioadesivi, membrane artificiali, cartilagini articolari, pelle artificiale, materiali per la ricostruzione maxillo-facciale e delle corde vocali. The chemical and physical properties of the hydrogels therefore make them particularly suitable for use in the biomedical and pharmaceutical fields. In particular, their biocompatibility is the first fundamental requirement for such applications. Their hydrophilicity can guarantee excellent characteristics in terms of permeability to gases and other substances, also allowing the controlled release of active ingredients and supporting the presence of cell populations within them or on their surface. One of the first applications developed, still massively widespread today, is related to the manufacture of contact lenses where hydrogels are used thanks to their good mechanical stability, favorable refractive index and high oxygen permeability. Other applications, such as those described in this application, include the use of hydrogels as bio-adhesive artificial materials, artificial membranes, joint cartilages, artificial skin, materials for maxillofacial reconstruction and vocal cords.

Va sottolineato che gli idrogeli hanno un vasto impiego anche come supporto per la crescita cellulare in vitro in applicazioni di screening farmacologico, di saggio per farmaco-sviluppo, di efficacia farmacologica o di tossicità o per altre caratterizzazioni di tipo elettrofisiologico o biomeccanico. Alcuni di questi saggi sono condotti attraverso dispositivi noti anche come bioreattori. It should be emphasized that hydrogels are also widely used as a support for in vitro cell growth in drug screening, drug development assay, pharmacological efficacy or toxicity applications or for other electrophysiological or biomechanical characterizations. Some of these assays are conducted through devices also known as bioreactors.

STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

La letteratura tecnico-scientifica disponibile per quanto concerne i materiali, ivi compresi gli idrogeli, e la loro utilizzazione in ambito rigenerativo è molto vasta ed in questo ampio panorama, gli idrogeli sono di per sé noti e spesso sono descritti quali mezzi per il rilascio controllato di farmaci (drug-delivery) e come supporti per l’ingegneria dei tessuti [come può essere evinto dalle rassegne monografiche qui di seguito riportate a titolo esemplificativo: J.D. Kretlow et al., Advanced Drug Delivery Reviews 59 pgg. The technical-scientific literature available regarding materials, including hydrogels, and their use in the regenerative field is very vast and in this broad panorama, hydrogels are known per se and are often described as means for controlled release. of drugs (drug-delivery) and as supports for tissue engineering [as can be seen from the monographic reviews reported below by way of example: J.D. Kretlow et al., Advanced Drug Delivery Reviews 59 pp.

263–273, 2007. L. Yu et al., Tutorial Review on Chemical Society Reviews, 2008]. 263–273, 2007. L. Yu et al., Tutorial Review on Chemical Society Reviews, 2008].

La preparazione di vari gel anionici per il rilascio controllato di farmaci è stata descritta nel 1986 da Hsu et al. in Pharmaceutical Research (1996) vol. 13 pp. 1865-1870. In particolare è descritta la preparazione di un gel idrofilo a due componenti costituito da una formulazione di agarosio e carbomer. Questo particolare gel viene preparato miscelando una dispersione di carbomer acquoso con una dispersione di agarosio preriscaldato ad una determinata temperatura. In particolare, però, non sono menzionati né l’aggiunta di composti reticolanti, in grado di modificare le proprietà meccaniche del polimero alla base dell’idrogelo, né l’aggiunta di sostanze tamponanti in grado di neutralizzare l’acidità che si libera durante il processo di formazione del gel a causa delle reazioni di reticolazione, né l’aggiunta di composti elasticizzanti. Inoltre, non si fa alcuna menzione alla possibilità di applicare tale gel all’ingegneria dei tessuti viventi, né prevede altre applicazioni specifiche che non siano il rilascio di farmaci. Peraltro nella formulazione descritta non sono contenuti riferimenti all’aggiunta di mezzi di coltura e/o fattori o principi attivi adatti a fornire alle cellule il necessario nutrimento e modularne l’azione e l’attività. The preparation of various anionic gels for controlled drug release was described in 1986 by Hsu et al. in Pharmaceutical Research (1996) vol. 13 pp. 1865-1870. In particular, the preparation of a two-component hydrophilic gel consisting of a formulation of agarose and carbomer is described. This particular gel is prepared by mixing an aqueous carbomer dispersion with an agarose dispersion preheated to a certain temperature. In particular, however, neither the addition of cross-linking compounds, capable of modifying the mechanical properties of the polymer at the base of the hydrogel, nor the addition of buffering substances capable of neutralizing the acidity that is released during the gel formation process due to cross-linking reactions, nor the addition of elasticizing compounds. Furthermore, no mention is made of the possibility of applying this gel to the engineering of living tissues, nor does it provide for other specific applications other than the release of drugs. Moreover, the formulation described does not contain references to the addition of culture media and / or factors or active ingredients suitable for providing the cells with the necessary nourishment and modulating their action and activity.

Il brevetto europeo EP929323 descrive un idrogel polimerico biostabile (e quindi non biodegradabile) per uso terapeutico, costituito da un copolimero di (a) una acrilammide o metacrilammide N-sostituita, (b) un agente di reticolazione e (c) materiale copolimerizzabile, utilizzabile per ricostruire tessuto cerebrale o spinale danneggiato. European patent EP929323 describes a biostable (and therefore non-biodegradable) polymeric hydrogel for therapeutic use, consisting of a copolymer of (a) an N-substituted acrylamide or methacrylamide, (b) a crosslinking agent and (c) copolymerizable material, usable to rebuild damaged brain or spinal tissue.

Il brevetto europeo EP1206254 descrive una matrice tridimensionale basata su fibre riassorbibili caricate con specifici farmaci, nella quale vengono fatte crescere cellule in vitro per poi essere impiantate in vivo. The European patent EP1206254 describes a three-dimensional matrix based on absorbable fibers loaded with specific drugs, in which cells are grown in vitro and then implanted in vivo.

Si cita inoltre il brevetto US6171610, dove sono descritte formulazioni ottenute dalla miscelazione di sostanze biocompatibili e loro applicazioni estese a tutte le possibili popolazioni cellulari e in particolare al tessuto nervoso centrale. Non sono menzionati né l’aggiunta di composti reticolanti, in grado di modificare le proprietà meccaniche dei polimeri alla base dell’idrogelo, né l’aggiunta di sostanze tamponanti in grado di neutralizzare l’acidità che si libera durante il processo di formazione del gel e durante il successivo degrado, né l’aggiunta di composti elasticizzanti. Nel caso di miscele tra agarosio e carbomer, ad esempio, l’uso di agenti reticolanti e di tamponi di acidità risulta essere non solo fondamentale per il controllo della gelazione ma anche per l’ottenimento di una matrice adeguata ad ospitare le specifiche cellule prescelte ed a veicolarle mantenendole vitali e garantendone così la sopravvivenza e l’efficacia terapeutica una volta impiantate in situ. Occorre ancora precisare che la matrice polimerica, ottenuta in forma gelulare, sarà tanto più efficace nel consentire il supporto, la vitalità e la proliferazione cellulare al suo interno, tanto più la conformazione della matrice di struttura del gel stesso si adatta a quella della matrice extracellulare che le cellule si aspettano. Patent US6171610 is also cited, where formulations obtained by mixing biocompatible substances and their applications extended to all possible cell populations and in particular to central nervous tissue are described. Neither the addition of cross-linking compounds, capable of modifying the mechanical properties of the polymers at the base of the hydrogel, nor the addition of buffering substances capable of neutralizing the acidity that is released during the gel formation process are mentioned. and during the subsequent degradation, nor the addition of elasticizing compounds. In the case of mixtures between agarose and carbomer, for example, the use of cross-linking agents and acidity buffers is not only essential for controlling the gelation but also for obtaining an adequate matrix to host the specific selected cells and to convey them keeping them vital and thus guaranteeing their survival and therapeutic efficacy once implanted in situ. It is still necessary to specify that the polymeric matrix, obtained in gel form, will be all the more effective in allowing the support, vitality and cell proliferation within it, the more the conformation of the structure matrix of the gel itself adapts to that of the extracellular matrix. that cells expect.

In sintesi, l’analisi precedente mostra che non sono descritti idrogeli principalmente a base di carbomer e agarosio, le cui proprietà meccaniche, e conseguentemente anche la loro biodegradabilità, siano modulate dall’aggiunta di composti reticolanti quali glicol propilenico, glicerolo e trietil ammina, contenenti nutrienti cellulari, specifici fattori, principi attivi e/o farmaci ed impiegati quali mezzi di sostegno e di veicolazione di cellule per applicazioni di rigenerazione e ricostruzione tessutale. In summary, the previous analysis shows that hydrogels mainly based on carbomer and agarose are not described, whose mechanical properties, and consequently also their biodegradability, are modulated by the addition of cross-linking compounds such as propylene glycol, glycerol and triethyl amine, containing cellular nutrients, specific factors, active ingredients and / or drugs and used as means of supporting and conveying cells for tissue regeneration and reconstruction applications.

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION

Scopo della presente invenzione è fornire una matrice polimerica a base di composti biodegradabili che possa essere utilizzata nel suo stato rigonfiato come dispositivo per l’alloggiamento di cellule di diversi tipi per la rigenerazione e/o ricostruzione e/o sostituzione di vari tessuti viventi danneggiati, morti o non più funzionali. The purpose of the present invention is to provide a polymeric matrix based on biodegradable compounds that can be used in its swollen state as a device for housing cells of different types for the regeneration and / or reconstruction and / or replacement of various damaged living tissues, dead or no longer functional.

Tale scopo è raggiunto attraverso un idrogelo a doppia matrice polimerica interpenetrante formata da un polimero di acido acrilico o da un carbomero, un polimero naturale scelto tra agarosio, chitosano, destrano o un glicosaminoglicano, un agente di reticolazione scelto tra glicerolo, glicol propilenico, etilenico, trietilammina o una loro miscela ed eventualmente un agente elasticizzante scelto tra acido alginico e suoi sali, un qualsiasi tipo di collagene, fibrina, fibrinogeno e acido ialuronico o un loro derivato, quale ad esempio la gelatina, laminina, o un miscela di detti agenti, detto idrogelo contenendo cellule appoggiate sulla sua superficie esterna o alloggiate all’interno della matrice polimerica tridimensionale. This purpose is achieved through a double interpenetrating polymeric matrix hydrogel formed by an acrylic acid polymer or a carbomer, a natural polymer selected from agarose, chitosan, dextran or a glycosaminoglycan, a crosslinking agent selected from glycerol, propylene glycol, ethylene , triethylamine or a mixture thereof and optionally an elasticizing agent selected from alginic acid and its salts, any type of collagen, fibrin, fibrinogen and hyaluronic acid or a derivative thereof, such as for example gelatin, laminin, or a mixture of said agents , said hydrogel containing cells resting on its external surface or housed inside the three-dimensional polymeric matrix.

Un altro aspetto della presente invenzione riguarda l’uso di detto idrogelo per la preparazione di un impianto cellulare per la rigenerazione o la ricostituzione o la sostituzione di tessuti danneggiati o morti o rimossi o non funzionanti, anche solo parzialmente. È infatti possibile attraverso la presente invenzione migliorare e curare il tessuto nella zona di detto impianto attraverso l’approvvigionamento di cellule ed il controllo della loro proliferazione, infiltrazione ed integrazione con i tessuti circostanti la zona di impianto stessa. Another aspect of the present invention relates to the use of said hydrogel for the preparation of a cellular implant for the regeneration or reconstitution or replacement of damaged or dead or removed or non-functioning tissues, even if only partially. It is in fact possible through the present invention to improve and cure the tissue in the area of said implant by supplying cells and controlling their proliferation, infiltration and integration with the tissues surrounding the implant area itself.

Un altro scopo della presente invenzione è fornire un mezzo per la rigenerazione tessutale in differenti distretti corporei attraverso l’uso di una matrice polimerica biodegradabile particolarmente vantaggiosa sia dal punto di vista clinico che economico per i pazienti che soffrono di patologie degenerative, di esiti traumatici, di resezioni o di altre patologie. Another object of the present invention is to provide a means for tissue regeneration in different parts of the body through the use of a biodegradable polymeric matrix which is particularly advantageous both from a clinical and economic point of view for patients suffering from degenerative pathologies, traumatic outcomes, of resections or other pathologies.

Un altro scopo della presente invenzione è fornire un mezzo per la rigenerazione di vari tessuti viventi con caratteristiche tali per cui possa essere facilmente posizionato nella zona bersaglio attraverso tecniche chirurgiche tradizionali o mini-invasive e che possa essere facilmente adattato alle dimensioni del sito di impianto. Another object of the present invention is to provide a means for regenerating various living tissues with characteristics such that it can be easily positioned in the target area through traditional or minimally invasive surgical techniques and which can be easily adapted to the size of the implantation site.

Un altro aspetto della presente invenzione è un metodo per preparare il detto idrogelo, che comprende la preparazione di una dispersione acquosa contenente (% in peso) da 0,01% a 5% di polimero acrilico o di un carbomero, da 0,01% a 5% di polimero naturale, da 0,1% a 40% di agente reticolante ed eventualmente da 0,01% a 5% di agente elasticizzante, a una temperatura di 20-90°C e per un tempo variabile da 10 minuti secondi a 240 minuti primi, in funzione del grado di reticolazione che si vuole ottenere e dei polimeri utilizzati, e l’eventuale successivo raffreddamento a una temperatura compresa tra 37°C e temperatura ambiente. A detta miscela di polimeri può essere aggiunta una base in grado di neutralizzare l’acido che si sviluppa durante la reazione, preferibilmente scelta tra trietilammina e ammoniaca. I rapporti ponderali tra i diversi componenti possono essere variati negli intervalli sopra definiti, potendo in questo modo modulare le dimensioni delle maglie del reticolo polimerico in funzione del tipo cellulare da veicolare per rendere così la matrice più adatta a ciascuna specifica popolazione. Preferibilmente i polimeri e tutti i reagenti utilizzati soddisfano i criteri di purezza e sterilità richiesti per applicazioni mediche, biologiche, biomediche e farmaceutiche. Another aspect of the present invention is a method for preparing said hydrogel, which comprises the preparation of an aqueous dispersion containing (% by weight) from 0.01% to 5% of acrylic polymer or of a carbomer, from 0.01% with 5% of natural polymer, from 0.1% to 40% of cross-linking agent and possibly from 0.01% to 5% of elasticizing agent, at a temperature of 20-90 ° C and for a time ranging from 10 minutes seconds at 240 minutes, depending on the degree of crosslinking to be obtained and the polymers used, and any subsequent cooling to a temperature between 37 ° C and room temperature. A base capable of neutralizing the acid that develops during the reaction can be added to said mixture of polymers, preferably selected from triethylamine and ammonia. The weight ratios between the various components can be varied in the ranges defined above, thus being able to modulate the size of the meshes of the polymeric network according to the cell type to be conveyed to make the matrix more suitable for each specific population. Preferably the polymers and all the reagents used meet the purity and sterility criteria required for medical, biological, biomedical and pharmaceutical applications.

E’ un altro scopo della presente invenzione fornire una nuova miscela polimerica con le opportune caratteristiche chimico-fisiche affinché al suo interno possano essere mescolate delle cellule viventi garantendo alle stesse la possibilità di sopravvivere e proliferare. It is another purpose of the present invention to provide a new polymeric mixture with the appropriate chemical-physical characteristics so that living cells can be mixed inside it, guaranteeing them the possibility of surviving and proliferating.

Un altro aspetto dell’invenzione è pertanto un metodo per realizzare un dispositivo bio-ibrido bidimensionale o tridimensionale che possa essere utilizzato per l’alloggiamento e la veicolazione di cellule per la rigenerazione di tessuti viventi all’interno del corpo umano. Un’ulteriore caratteristica fondamentale è che tale dispositivo si degradi con una cinetica predeterminata e compatibile con l’integrazione tra le cellule veicolate e il tessuto bersaglio. Another aspect of the invention is therefore a method for making a two-dimensional or three-dimensional bio-hybrid device that can be used for housing and conveying cells for the regeneration of living tissues within the human body. A further fundamental feature is that this device degrades with a predetermined and compatible kinetics with the integration between the conveyed cells and the target tissue.

Un altro aspetto della presente invenzione riguarda un metodo per la preparazione di un dispositivo a base di detto idrogelo contenente cellule. Dette cellule possono essere prelevate da tessuto fresco o mantenute in coltura staccate dal supporto (ad esempio capsula Petri o altro), eventualmente lavate e successivamente aggiunte alla miscela di polimeri, agente reticolante ed eventuale agente elasticizzante durante il processo di gelificazione, preferibilmente nella fase di raffreddamento. Per mantenere il maggior numero di cellule intrappolate nella matrice dell’idrogelo in uno stato vitale e in condizioni di crescita è preferibile aggiungere un idoneo terreno di coltura alla dispersione acquosa dei polimeri prima della gelificazione. In alternativa, le cellule intrappolate nella matrice polimerica possono essere rifornite di sostanze nutrienti e fattori necessari alla loro crescita mettendo in contatto o immergendo l’idrogelo in un opportuno terreno di coltura. Inoltre, durante la preparazione del gel possono essere aggiunti farmaci e/o principi attivi e/o fattori specifici e/o altre sostanze che sono in grado di modulare l’azione specifica delle cellule, anche in base al tessuto bersaglio da rigenerare, e che vengono rilasciati gradualmente dalla matrice polimerica una volta che l’impianto è stato introdotto nel tessuto bersaglio. Another aspect of the present invention relates to a method for preparing a device based on said cell-containing hydrogel. These cells can be taken from fresh tissue or kept in culture detached from the support (for example Petri dish or other), possibly washed and subsequently added to the mixture of polymers, cross-linking agent and eventual elasticizing agent during the gelation process, preferably in the phase of cooling down. To keep the largest number of cells trapped in the hydrogel matrix in a viable state and under growth conditions, it is preferable to add a suitable culture medium to the aqueous dispersion of the polymers before gelling. Alternatively, the cells trapped in the polymer matrix can be supplied with nutrients and factors necessary for their growth by contacting or immersing the hydrogel in a suitable culture medium. Furthermore, during the preparation of the gel, drugs and / or active ingredients and / or specific factors and / or other substances can be added that are able to modulate the specific action of the cells, also based on the target tissue to be regenerated, and which they are gradually released from the polymer matrix once the implant has been introduced into the target tissue.

Un altro aspetto della presente invenzione è l’uso di un idrogelo che possegga una elevata capacità di rigonfiarsi, per incorporare una miscela principalmente a base di acqua e di un mezzo di coltura eventualmente addizionato con fattori e/o altri principi attivi, detta miscela essendo adatta a fornire alle cellule ospitate il necessario nutrimento affinché possano sopravvivere e proliferare all’interno dell’idrogelo stesso. Another aspect of the present invention is the use of a hydrogel that has a high capacity to swell, to incorporate a mixture mainly based on water and a culture medium possibly added with factors and / or other active ingredients, said mixture being suitable to provide the cells hosted with the necessary nourishment so that they can survive and proliferate within the hydrogel itself.

Un altro aspetto della presente invenzione è l’uso di un idoneo terreno di coltura finalizzato al miglioramento delle condizioni vitali delle cellule una volta incapsulate nel gel. Tale terreno può essere utilizzato direttamente per la realizzazione del gel con o senza l’aggiunta di soluzione tampone salina. Another aspect of the present invention is the use of a suitable culture medium aimed at improving the vital conditions of the cells once encapsulated in the gel. This medium can be used directly for making the gel with or without the addition of a saline buffer solution.

Diversi tipi di cellule possono essere utilizzati per la preparazione di detto dispositivo bio-ibrido secondo l’invenzione, quali cellule adulte, embrionali, staminali, wild-type, ingegnerizzate, primarie o immortalizzate (di linea). Different types of cells can be used for the preparation of said bio-hybrid device according to the invention, such as adult, embryonic, stem, wild-type, engineered, primary or immortalized (line) cells.

In una forma di realizzazione della presente invenzione, l’idrogelo possiede adeguate caratteristiche chimico-fisiche per essere prodotto sottoforma di film sottile attraverso una delle metodiche note allo stato dell’arte della tecnica quali, a titolo esemplificativo e non esaustivo, lo spincoating da fuso con successivo raffreddamento, il dip-coating da fuso con successivo raffreddamento oppure il sol-gel. L’idrogelo così ottenuto ha uno spessore nell’ordine delle dimensioni delle cellule da ospitare (da pochi micrometri a qualche decimo di millimetro). In an embodiment of the present invention, the hydrogel possesses adequate chemical-physical characteristics to be produced in the form of a thin film by means of one of the methods known to the state of the art such as, by way of non-exhaustive example, the spincoating from melt with subsequent cooling, the dip-coating from melt with subsequent cooling or the sol-gel. The hydrogel thus obtained has a thickness in the order of the size of the cells to be housed (from a few micrometers to a few tenths of a millimeter).

Un altro aspetto della presente invenzione riguarda l’uso di detto idrogelo prodotto sottoforma di film sottile come supporto per la crescita cellulare in vitro in applicazioni di screening farmacologico, di saggio per farmaco-sviluppo, di efficacia farmacologica o di tossicità. Tale supporto è realizzato come film sottile sul quale o all’interno del quale vengono depositate e fatte crescere singole cellule o popolazioni di cellule, anche differenti tra loro. Tale supporto è realizzato anche come substrato di collegamento tra cellule e dispositivi di misura appositamente realizzati per monitorare l’attività cellulare di singole cellule o popolazioni cellulari durante differenti tipologie di test che vanno dal monitoraggio della conducibilità dei segnali (ad esempio per le cellule eccitabili quali le cardiache o quelle nervose), a test di efficacia farmacologica. Tale film sottile di idrogelo polimerico deve essere appositamente disegnato e realizzato al fine di permettere il passaggio dei segnali elettrici e chimici. L’alta porosità della struttura dell’idrogelo unita alla presenza di elettroliti nella soluzione acquosa permette di ottenere alti valori di conducibilità elettrica (comparabili a quelli misurati nella soluzione stessa) e di diffusione degli ioni. Another aspect of the present invention relates to the use of said hydrogel produced in the form of a thin film as a support for cell growth in vitro in applications of drug screening, assay for drug development, pharmacological efficacy or toxicity. This support is made as a thin film on which or within which single cells or cell populations, even different ones, are deposited and grown. This support is also realized as a connection substrate between cells and measuring devices specially made to monitor the cellular activity of single cells or cell populations during different types of tests ranging from monitoring the conductivity of signals (for example for excitable cells such as the cardiac or nervous ones), to drug efficacy tests. This thin film of polymeric hydrogel must be specially designed and manufactured in order to allow the passage of electrical and chemical signals. The high porosity of the hydrogel structure combined with the presence of electrolytes in the aqueous solution allows to obtain high values of electrical conductivity (comparable to those measured in the solution itself) and ion diffusion.

In una realizzazione preferita dell’invenzione, l’idrogelo è ottenuto a partire da una miscela contenente carbopol, agarosio, glicerolo e glicol propilenico, in presenza di trietilammina, dispersi in un opportuno mezzo acquoso addizionato di una miscela di nutrienti quali ad esempio glucosio, amminoacidi essenziali, proteine, oligoelementi, sali minerali, vitamine ed antibiotici battericidi. Tale idrogelo contenente le cellule può essere posizionato per comodità all’interno di pozzetti adatti alle colture cellulari. Le cellule incapsulate nella matrice tridimensionale rimangono vitali e continuano a crescere e ad aggregarsi, come si è potuto osservare nel corso di esperimenti in cui è stata valutata la morfologia, la vitalità e la proliferazione cellulare all’interno di un idrogelo ottenuto come sopra descritto. In a preferred embodiment of the invention, the hydrogel is obtained starting from a mixture containing carbopol, agarose, glycerol and propylene glycol, in the presence of triethylamine, dispersed in a suitable aqueous medium with the addition of a mixture of nutrients such as glucose, essential amino acids, proteins, trace elements, mineral salts, vitamins and bactericidal antibiotics. This hydrogel containing the cells can be placed for convenience inside wells suitable for cell cultures. The cells encapsulated in the three-dimensional matrix remain viable and continue to grow and aggregate, as has been observed in the course of experiments in which the morphology, viability and cell proliferation within a hydrogel obtained as described above was evaluated.

In un’altra realizzazione preferita dell’invenzione, l’idrogelo è ottenuto a partire da una miscela contenente carbopol, agarosio, glicerolo e glicol propilenico, in presenza di trietilammina, dispersi in un opportuno mezzo acquoso. Tale idrogelo è all’interno di un sostegno circolare cavo e sottoposto a rotazione a velocità tale da permettere l’ottenimento di un film sottile e regolare dello stesso una volta raffreddato. Successivamente su tale film di idrogelo, una volta rimosso dal supporto e posizionato in un dispositivo microelettronico, è depositata una dispersione liquida contenente cellule. Analogamente, all’interno della miscela si possono posizionare direttamente le cellule e quindi produrre con il metodo descritto un film sottile contenente le cellule stesse. In another preferred embodiment of the invention, the hydrogel is obtained from a mixture containing carbopol, agarose, glycerol and propylene glycol, in the presence of triethylamine, dispersed in a suitable aqueous medium. This hydrogel is inside a hollow circular support and subjected to rotation at such a speed as to allow obtaining a thin and regular film of the same once cooled. Subsequently on this hydrogel film, once removed from the support and placed in a microelectronic device, a liquid dispersion containing cells is deposited. Similarly, the cells can be positioned directly inside the mixture and then produced with the described method a thin film containing the cells themselves.

Un'ulteriore aspetto dell’invenzione riguarda l’uso di un idrogelo come sopra descritto, in una qualsiasi sua forma di realizzazione, per la preparazione di un impianto di cellule per la rigenerazione o ricostituzione, integrali o parziali, di tessuti danneggiati o malati o rimossi, in particolare tessuto muscolare, miocardico, connettivo, osseo, tendineo o ligamentoso, epatico, renale, corneale, dermico o epidermico, cartilagineo articolare. A further aspect of the invention relates to the use of a hydrogel as described above, in any of its embodiments, for the preparation of an implantation of cells for the regeneration or reconstitution, integral or partial, of damaged or diseased tissues or removed, in particular muscle, myocardial, connective, bone, tendon or ligamentous, hepatic, renal, corneal, dermal or epidermal tissue, articular cartilage.

ESEMPI EXAMPLES

Gli esempi che seguono illustrano l’invenzione in maggior dettaglio. ESEMPIO 1 - Preparazione dell’idrogelo con due diverse concentrazioni possibili e con cellule di tipo mioblasti (linea C2C12) da inserire al suo interno The following examples illustrate the invention in greater detail. EXAMPLE 1 - Preparation of the hydrogel with two different possible concentrations and with myoblast-type cells (C2C12 line) to be inserted inside

La procedura sotto riportata porta alla formazione di un idrogel con percentuale di carbomer dello 0,5% e di agarosio dello 0,5% oppure dello 0,25% e con mioblasti al suo interno. The procedure described below leads to the formation of a hydrogel with a percentage of carbomer of 0.5% and of agarose of 0.5% or 0.25% and with myoblasts inside.

Reagenti necessari per la preparazione di 100 mL di gel con cellule neuronali: Reagents required for the preparation of 100 mL of gel with neuronal cells:

- Carbomer 974 P (CAS 151687-96-6, Fagron, Bufa, Paesi Bassi): - Carbomer 974 P (CAS 151687-96-6, Fagron, Bufa, The Netherlands):

0,5 g 0.5 g

- Agarosio (CAS 9012-36-6, Invitrogen Corp., Carlsbad, USA): (0,5 g oppure 0,25 g) - Agarose (CAS 9012-36-6, Invitrogen Corp., Carlsbad, USA): (0.5 g or 0.25 g)

- Glicol propilenico (CAS 504-63-2, Sigma-Aldrich, Germania): - Propylene glycol (CAS 504-63-2, Sigma-Aldrich, Germany):

30 mL 30 mL

- Glicerolo (CAS 56-81-5, Merck Chemicals, Germania): 1 mL - Glycerol (CAS 56-81-5, Merck Chemicals, Germany): 1 mL

- Trietilammina (CAS 121-44-8, preparazione ad alta purezza, Sigma-Aldrich, Germania): 0,5 mL - Triethylamine (CAS 121-44-8, high purity preparation, Sigma-Aldrich, Germany): 0.5 mL

- PBS: quanto basta - PBS: just enough

- Cellule: C2C12 (mioblasti) - Cells: C2C12 (myoblasts)

- Terreno di coltura: DMEM (Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium, Sigma-Aldrich Germania) - Culture medium: DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium, Sigma-Aldrich Germany)

Procedura operativa per la preparazione delle cellule. Tale procedura inizia con le seguenti operazioni di scongelamento delle cellule dalla soluzione criopreservante, da svolgersi interamente sotto cappa sterile di classe II: Operative procedure for cell preparation. This procedure begins with the following operations of thawing the cells from the cryopreservative solution, to be carried out entirely under a sterile class II hood:

1. prelevare l’aliquota necessarie di cellule criopreservate nella loro criovial; 1. take the necessary amount of cryopreserved cells in their criovial;

2. prelevare 10 mL di terreno di coltura e trasferirlo in un tubo da 50 mL mantenendolo a T=37°C; 2. take 10 mL of culture medium and transfer it to a 50 mL tube keeping it at T = 37 ° C;

3. prelevare 1 mL di terreno dal tubo e trasferirlo alla criovial contenente le cellule criopreservate e mescolare con la pipetta dolcemente per diluire il criopreservante a contatto con le cellule al fine di ottenerne il completo scongelamento; 3. take 1 mL of medium from the tube and transfer it to the criovial containing the cryopreserved cells and mix with the pipette gently to dilute the cryopreservant in contact with the cells in order to obtain complete thawing;

4. ottenuto lo scongelamento totale, trasferire l’intera soluzione con la sospensione cellulare dalla criovial al tubo contenente il terreno e proseguire a sospendere nuovamente le cellule nel tubo con il terreno di coltura; 4. Once complete thawing has been achieved, transfer the entire solution with the cell suspension from the cryovial to the tube containing the medium and continue to suspend the cells again in the tube with the culture medium;

5. trasferire il tubo con le cellule nella centrifuga e centrifugare a 2000 giri/minuto per 5 minuti primi; 5. transfer the tube with the cells into the centrifuge and centrifuge at 2000 rpm for 5 minutes;

6. rimuovere il mezzo di coltura dal tubo, lasciando le cellule sul fondo, quindi aggiungere 1 mL di mezzo di coltura fresco e sospendere nuovamente le cellule; 6. remove the culture medium from the tube, leaving the cells at the bottom, then add 1 mL of fresh culture medium and resuspend the cells;

7. eseguire la conta cellulare (ad esempio con camera di Neubauer) e quindi prelevare un volume di sospensione che contenga il numero di cellule che si intende seminare nella fiasca e trasferirvelo; in questo caso per una concentrazione di 100.000 unità/mL; 7. perform the cell count (for example with a Neubauer chamber) and then take a volume of suspension that contains the number of cells to be seeded in the flask and transfer it to it; in this case for a concentration of 100,000 units / mL;

8. lasciare la fiasca all’interno di un apposito incubatore cellulare per il tempo necessario affinché le cellule raggiungano una sufficiente confluenza. 8. leave the flask inside a special cell incubator for the time necessary for the cells to reach sufficient confluence.

Procedura operativa per la preparazione del gel, sotto cappa sterile di classe II: Operating procedure for the preparation of the gel, under a class II sterile hood:

1. in un Becker pirex pesare il carbomer ed aggiungere la rispettiva quantità di PBS mettendo sotto agitazione spinta (1400 giri/minuto, con ancoretta) per 30 minuti primi a temperatura ambiente (T=25°C); 2. aggiungere glicerolo e glicol propilenico, mantenendo sotto agitazione alla medesima velocità per ulteriori 20 minuti primi, sempre a temperatura ambiente; 1. in a Becker pyrex weigh the carbomer and add the respective quantity of PBS by stirring strongly (1400 rpm, with stir bar) for 30 minutes at room temperature (T = 25 ° C); 2. add glycerol and propylene glycol, stirring at the same speed for a further 20 minutes, always at room temperature;

asciare la sospensione senza agitazione per 60 minuti primi a temperatura ambiente; leave the suspension without shaking for 60 minutes at room temperature;

er neutralizzare il pH della soluzione (se necessario) aggiungere q.b. di una soluzione di trietilammina al 98% in acqua, mescolando lentamente per 10 minuti primi sotto agitazione lenta (250 giri/minuto, con ancoretta); To neutralize the pH of the solution (if necessary) add q.b. a 98% solution of triethylamine in water, stirring slowly for 10 minutes under slow stirring (250 rpm, with stir bar);

esare ed aggiungere l’agarosio in polvere in base alla concentrazione prefissata in precedenza e lasciare sotto agitazione (250 giri/minuto, con ancoretta) per 5 minuti primi a temperatura ambiente; hexare and add the powdered agarose based on the previously set concentration and leave under stirring (250 rpm, with stir bar) for 5 minutes at room temperature;

iscaldare la soluzione con radiazione elettromagnetica (500W) per circa 2 minuti primi fino al raggiungimento di una temperatura di circa 80°C; heat the solution with electromagnetic radiation (500W) for about 2 minutes until reaching a temperature of about 80 ° C;

stratta la soluzione, in fase di raffreddamento, a circa 40°C, aggiungere la soluzione precedentemente preparata contenente le cellule, in rapporto volumetrico di 1:1, mantenendo la nuova soluzione così ottenuta in lieve rotazione; extracted the solution, in the cooling phase, at about 40 ° C, add the previously prepared solution containing the cells, in a volumetric ratio of 1: 1, keeping the new solution thus obtained in slight rotation;

relevare dalla soluzione finale di gel e cellule la quantità necessaria al riempimento dei pozzetti da colture cellulari utilizzati che andranno riempiti per il 50% del loro volume complessivo dalla soluzione finale di gel e cellule (pozzetti standard applicabili sono quelli delle piastre tipo “multiwell” da 48 pozzetti l’una), riempire il restante volume con il mezzo di coltura adatto per la tipologia di cellule in uso (mezzo surnatante); detect from the final solution of gel and cells the quantity necessary to fill the wells from cell cultures used which will be filled for 50% of their total volume from the final solution of gel and cells (applicable standard wells are those of the "multiwell" type plates from 48 wells each), fill the remaining volume with the culture medium suitable for the type of cells in use (supernatant medium);

9. per il mantenimento del gel con le cellule all’interno è necessario posizionare i campioni in un apposito incubatore da colture cellulari e sostituire il mezzo surnatante ogni 24 ore con del nuovo. Procedura operativa per i saggi di attività cellulare il cui scopo consiste nel valutare la morfologia, la vitalità e la proliferazione cellulare delle cellule che sono state incapsulate all’interno di un idrogelo costituito come descritto nelle procedure precedenti. 9. to maintain the gel with the cells inside, it is necessary to place the samples in a special cell culture incubator and replace the supernatant medium every 24 hours with a new one. Operating procedure for cell activity assays whose purpose is to evaluate the morphology, viability and cell proliferation of cells that have been encapsulated within a hydrogel constituted as described in the previous procedures.

Al fine di valutare la vitalità cellulare, a cadenza giornaliera eseguire sui campioni preparati come dalle procedure sopra descritte i saggi MTT (Sigma-Aldrich, Germania) ed Alamar Blue ™ (AbD Serotec, Gran Bretagna). Un raffronto visibile relativo invece alla morfologia cellulare può essere ottenuto tramite microscopia ottica e/o elettronica a scansione. In order to evaluate cell viability, on a daily basis perform the MTT (Sigma-Aldrich, Germany) and Alamar Blue ™ (AbD Serotec, Great Britain) assays on the samples prepared according to the procedures described above. A visible comparison relating to cell morphology, on the other hand, can be obtained by optical and / or scanning electron microscopy.

Una conferma dello stato di vitalità e proliferazione cellulare può essere ottenuto andando ad eseguire i menzionati saggi sulle cellule una volta estratte dal gel. Tale operazione si configura come distruttiva per il gel ma non significativamente per le cellule e avendo cura di disegnare un set sperimentale sufficientemente ampio essa può essere eseguita a diversi tempi. Tale estrazione può essere ottenuta con la seguente procedura operativa, da eseguirsi sotto cappa sterile di classe II: A confirmation of the state of viability and cell proliferation can be obtained by performing the aforementioned assays on the cells once they have been extracted from the gel. This operation is configured as destructive for the gel but not significantly for the cells and taking care to design a sufficiently large experimental set it can be performed at different times. This extraction can be obtained with the following operating procedure, to be performed under a class II sterile hood:

1. recuperare il surnatante dei pozzetti contenenti i campioni e trasferirlo in un tubo da 50 ml e portarlo a 30 mL di volume aggiungendo q.b. di soluzione di PBS e SSPE 1X (Sigma-Aldrich, Germania) ed effettuare una prima centrifugazione a 2000 giri/minuto per 5 minuti primi; 1. recover the supernatant of the wells containing the samples and transfer it to a 50 ml tube and bring it to 30 ml by adding q.b. of solution of PBS and SSPE 1X (Sigma-Aldrich, Germany) and carry out a first centrifugation at 2000 rpm for 5 minutes;

2. al termine della centrifugazione, eliminare il surnatante e sospendere nuovamente con 30 mL della soluzione precedentemente descritta di PBS/SSPE 1X cui vanno aggiunti 0,5 mL di soluzione tripsina-EDTA 1X (Sigma-Aldrich, Germania; EDTA= Ethylene Diamine Triacetic Acid, acido etilen-diammino-triacetico); 2. at the end of centrifugation, remove the supernatant and suspend again with 30 mL of the previously described 1X PBS / SSPE solution to which 0.5 mL of 1X trypsin-EDTA solution (Sigma-Aldrich, Germany; EDTA = Ethylene Diamine Triacetic must be added Acid, ethylene-diamino-triacetic acid);

nei pozzetti dove sono situati i campioni aggiungere 0,5 ml della soluzione precedentemente descritta di PBS/SSPE 1X cui vanno aggiunti 0,5 mL della soluzione precedentemente descritta di tripsina-EDTA 1X e riporre in apposito incubatore per almeno 5 minuti primi; in the wells where the samples are located, add 0.5 ml of the previously described solution of PBS / SSPE 1X to which 0.5 ml of the previously described trypsin-EDTA 1X solution must be added and place in a suitable incubator for at least 5 minutes;

dopo l’incubazione, recuperare l’intero contenuto dei pozzetti e trasferirlo nel medesimo tubo da 50 mL precedentemente utilizzato, quindi effettuare una seconda centrifugazione a 2000 giri/minuto per 5 minuti primi; after incubation, recover the entire contents of the wells and transfer it to the same 50 mL tube previously used, then perform a second centrifugation at 2000 rpm for 5 minutes;

al termine della centrifugazione, recuperare il surnatante in un secondo tubo da 50 mL e sospendere nuovamente quanto rimasto nel primo tubo con 20 mL della soluzione precedentemente descritta di PBS/SSPE 1X cui vanno aggiunti 1 mL della soluzione precedentemente descritta di tripsina-EDTA 1X; at the end of the centrifugation, recover the supernatant in a second 50 mL tube and suspend again what remained in the first tube with 20 mL of the previously described solution of PBS / SSPE 1X to which 1 mL of the previously described trypsin-EDTA 1X solution must be added;

effettuare una terza centrifugazione di entrambi i tubi da 50 mL, a 2000 giri/minuto per 5 minuti primi; perform a third centrifugation of both 50 mL tubes at 2000 rpm for 5 minutes;

al termine della centrifugazione, eliminare il surnatante da entrambi i tubi, sospendere quanto in entrambi i tubi con 20 mL della soluzione precedentemente descritta di PBS/SSPE 1X; at the end of the centrifugation, remove the supernatant from both tubes, suspend what in both tubes with 20 mL of the previously described 1X PBS / SSPE solution;

unire il contenuto dei due tubi in unico tubo e sottoporlo ad una quarta centrifugazione a 2000 giri/minuto per 5 minuti primi; combine the contents of the two tubes into a single tube and subject it to a fourth centrifugation at 2000 rpm for 5 minutes;

9. dal termine della centrifugazione, eliminare il surnatante e sospendere in adeguato terreno; 9. from the end of centrifugation, remove the supernatant and suspend in a suitable medium;

10. rimuovere la sospensione dal tubo e trasferirla nell’apposita fiasca per la conservazione in adeguato incubatore. 10. remove the suspension from the tube and transfer it to the appropriate flask for storage in an appropriate incubator.

ESEMPIO 2 - preparazione dell’idrogelo con due diverse concentrazioni possibili e con cellule della linea P19, fenotipo CL6 (ossia cardiomiociti contrattili di derivazione staminale embrionale) da inserire al suo interno e con un mezzo di coltura specifico per questa popolazione Si procede come nelle procedure descritte nel precedente esempio dove invece del mezzo di coltura DMEM si usa Alpha-MEM (Invitrogen, USA). EXAMPLE 2 - preparation of the hydrogel with two different possible concentrations and with cells of the P19 line, phenotype CL6 (i.e. contractile cardiomyocytes of embryonic stem derivation) to be inserted inside it and with a specific culture medium for this population Proceed as in the procedures described in the previous example where Alpha-MEM (Invitrogen, USA) is used instead of the DMEM culture medium.

ESEMPIO 3 - preparazione dell’idrogelo con due diverse concentrazioni possibili e con cellule della linea N9 (microglia) da inserire al suo interno e con un mezzo di coltura specifico per questa popolazione Si procede come nelle procedure descritte nel precedente esempio nr 1, dove invece del mezzo di coltura DMEM, si usa il seguente mezzo, ottenuto come soluzione specificamente realizzata per favorire queste cellule all’interno del gel; quantità di reagenti proporzionati per 20 mL di soluzione: EXAMPLE 3 - preparation of the hydrogel with two different possible concentrations and with cells of the N9 line (microglia) to be inserted inside it and with a specific culture medium for this population Proceed as in the procedures described in the previous example nr 1, where instead of the DMEM culture medium, the following medium is used, obtained as a solution specifically designed to favor these cells inside the gel; quantity of reagents proportioned for 20 mL of solution:

- PBS (Sigma, Germania) 18,790 mL - B27 (GIBCO, Invitrogen, USA) 400 µL - Insulin-Transferrin-Selenium-G Supplement, 100X - PBS (Sigma, Germany) 18.790 mL - B27 (GIBCO, Invitrogen, USA) 400 µL - Insulin-Transferrin-Selenium-G Supplement, 100X

(GIBCO, Invitrogen, USA) [diluizione 1:100] 10 µL - D–(+)Glucose @ 45% (Sigma G8769, Germania) 80 µL - L–Glutamine (Sigma G7513, Germania) 200 µL - Penicillin-Streptomycin (Sigma P0781, Germania) 60 µL - Sodium pyruvate (Sigma S8636, Germania) 200 µL - MEM Vitamins 100X (Sigma M6895, Germania) 20 µL - MEM Aminoacids 50X (Sigma M5550, Germania) 20 µL - MEM Non-Aminoacids 100X NEAA (Sigma M7145, Germania)20 µL - HEPES Buffer (Sigma H0887, Germania) 200 µL I reagenti sono quindi addizionati in bicarbonato di sodio e la soluzione è diluita in ragione di 1:100 e prelevata in aliquote di quanto necessario. (GIBCO, Invitrogen, USA) [dilution 1: 100] 10 µL - D - (+) Glucose @ 45% (Sigma G8769, Germany) 80 µL - L – Glutamine (Sigma G7513, Germany) 200 µL - Penicillin-Streptomycin ( Sigma P0781, Germany) 60 µL - Sodium pyruvate (Sigma S8636, Germany) 200 µL - MEM Vitamins 100X (Sigma M6895, Germany) 20 µL - MEM Aminoacids 50X (Sigma M5550, Germany) 20 µL - MEM Non-Aminoacids 100X NEAA ( Sigma M7145, Germany) 20 µL - HEPES Buffer (Sigma H0887, Germany) 200 µL The reagents are then added in sodium bicarbonate and the solution is diluted 1: 100 and taken in aliquots of what is necessary.

ESEMPIO 4 - preparazione dell’idrogelo con due diverse concentrazioni possibili, con un agente elasticizzante e cellule di tipo L929 (fibroblasti) da inserire al suo interno EXAMPLE 4 - preparation of the hydrogel with two different possible concentrations, with an elasticizing agent and cells of type L929 (fibroblasts) to be inserted inside

Si procede come nelle procedure descritte nel precedente esempio nr. 1 dove però il PBS utilizzato per la preparazione del gel viene addizionato con 0,5% in peso di gelatina (Sigma-Aldrich, Germania). Proceed as in the procedures described in the previous example no. 1 where, however, the PBS used for the preparation of the gel is added with 0.5% by weight of gelatin (Sigma-Aldrich, Germany).

ESEMPIO 5 - preparazione dell’idrogelo con due diverse concentrazioni possibili, con aggiunta di fattori specifici per le popolazioni cellulari del sistema nervoso centrale o per le cellule miocardiche EXAMPLE 5 - preparation of hydrogel with two different possible concentrations, with the addition of specific factors for cell populations of the central nervous system or for myocardial cells

Si procede come nelle procedure descritte nel precedente esempio nr. 1 dove però il mezzo di coltura è quello descritto nell’esempio nr. 3 e viene addizionato con carnitina (alcar) in un range di concentrazione compreso tra 30 e 100 millimolare per meglio favorire le popolazioni cellulari di derivazione dal sistema nervoso centrale, oppure in alternativa il detto mezzo di coltura viene addizionato con vitamina D in una delle sue varianti (quale il colecalciferolo a titolo esemplificativo non esaustivo) in ragione di una concentrazione di circa 0,0004 g/ml per meglio favorire le popolazioni cellulari cardiomiocitiche. Proceed as in the procedures described in the previous example no. 1 where, however, the culture medium is that described in example no. 3 and is added with carnitine (alcar) in a concentration range between 30 and 100 millimolar to better favor the cell populations derived from the central nervous system, or alternatively the said culture medium is added with vitamin D in one of its variants (such as cholecalciferol by way of non-exhaustive example) at a concentration of about 0.0004 g / ml to better favor cardiomyocytic cell populations.

Claims (25)

RIVENDICAZIONI 1. Idrogelo a doppia matrice polimerica interpenetrante formata da un polimero di acido acrilico o carbomerico, un polimero naturale scelto tra agarosio, chitosano, destrano, un polisaccaride o un glicosaminoglicano, un agente di reticolazione scelto tra glicerolo, glicol propilenico, etilenico, trietilammina o una loro miscela, detto idrogelo contenendo cellule appoggiate sulla sua superficie esterna o alloggiate all’interno del reticolo tridimensionale formato da detta matrice polimerica. CLAIMS 1. Hydrogel with double interpenetrating polymeric matrix formed by a polymer of acrylic or carbomeric acid, a natural polymer selected from agarose, chitosan, dextran, a polysaccharide or a glycosaminoglycan, a cross-linking agent selected from glycerol, propylene glycol, ethylene, triethylamine or a mixture thereof, called hydrogel containing cells resting on its external surface or housed inside the three-dimensional lattice formed by said polymeric matrix. 2. Idrogelo secondo la rivendicazione 1, in cui detta matrice polimerica contiene inoltre un agente elasticizzante scelto tra acido alginico e suoi sali, collagene o suoi derivati, gelatina, fibrina, fibrinogeno, acido ialuronico e suoi derivati, laminina o una miscela dei suddetti agenti. 2. Hydrogel according to claim 1, wherein said polymeric matrix further contains an elasticizing agent selected from alginic acid and its salts, collagen or its derivatives, gelatin, fibrin, fibrinogen, hyaluronic acid and its derivatives, laminin or a mixture of the aforesaid agents . 3. Idrogelo secondo le rivendicazioni 1 o 2, in cui detta matrice polimerica comprende da 0,01% a 5% di polimero di acido acrilico o carbomerico, da 0,01% a 5% di polimero naturale, da 0,1% a 40% di agente di reticolazione, ed eventualmente da 0,01% a 5% di agente elasticizzante, dove le predette % sono in peso. 3. Hydrogel according to claims 1 or 2, wherein said polymeric matrix comprises from 0.01% to 5% of acrylic or carbomeric acid polymer, from 0.01% to 5% of natural polymer, from 0.1% to 40% of crosslinking agent, and optionally from 0.01% to 5% of elasticizing agent, where the aforesaid% are by weight. 4. Idrogelo secondo le rivendicazioni 1 e 2, in cui detto polimero acrilico è carbopol, detto polimero naturale è agarosio, detto agente di reticolazione è una miscela di glicerolo, glicol propilenico e trietilammina e detto agente elasticizzante è gelatina. 4. Hydrogel according to claims 1 and 2, wherein said acrylic polymer is carbopol, said natural polymer is agarose, said crosslinking agent is a mixture of glycerol, propylene glycol and triethylamine and said elasticizing agent is gelatin. 5. Idrogelo secondo le rivendicazioni 1-4, in cui dette cellule sono cellule adulte, staminali, embrionali, wild-type, ingegnerizzate, primarie o immortalizzate (di linea). 5. Hydrogel according to claims 1-4, wherein said cells are adult, stem, embryonic, wild-type, engineered, primary or immortalized (line) cells. 6. Idrogelo secondo le rivendicazioni 1-5, comprendente inoltre sostanze nutritive e/o fattori di crescita per cellule, preferibilmente scelti nella seguente lista: tampone salino, B27 (GIBCO, Invitrogen, USA), Insulin-Transferrin-Selenium-G Supplement, D–(+)Glucose, L–Glutamine, Penicillin-Streptomycin, Sodium pyruvate, MEM Vitamins 100X, MEM Aminoacids 50X, MEM Non-Aminoacids 100X NEAA, HEPES Buffer, bicarbonato, carnitina (Alcar), vitamina D, l-arginina. 6. Hydrogel according to claims 1-5, further comprising nutrients and / or growth factors for cells, preferably selected from the following list: saline buffer, B27 (GIBCO, Invitrogen, USA), Insulin-Transferrin-Selenium-G Supplement, D - (+) Glucose, L – Glutamine, Penicillin-Streptomycin, Sodium pyruvate, MEM Vitamins 100X, MEM Aminoacids 50X, MEM Non-Aminoacids 100X NEAA, HEPES Buffer, bicarbonate, carnitine (Alcar), vitamin D, l-arginine. 7. Idrogelo secondo la rivendicazione 1-6, comprendente inoltre uno o più farmaci e/o fattori e/o principi attivi in grado di modulare l’azione delle cellule e/o di mantenerle vitali e/o di stimolarne il metabolismo e/o di stimolarne la crescita e lo sviluppo e/o di stimolarne il differenziamento e/o di stimolarne l’interazione e l’interconnettività mutua. 7. Hydrogel according to claim 1-6, further comprising one or more drugs and / or factors and / or active ingredients capable of modulating the action of the cells and / or keeping them vital and / or stimulating their metabolism and / or to stimulate their growth and development and / or to stimulate their differentiation and / or to stimulate their interaction and mutual interconnectivity. 8. Idrogelo secondo le rivendicazioni precedenti, in forma di film sottile idoneo a supportare le cellule per uso in dispositivi di misura appositamente realizzati per monitorare diversi parametri di attività cellulare. 8. Hydrogel according to the preceding claims, in the form of a thin film suitable for supporting cells for use in measuring devices specially made for monitoring various parameters of cellular activity. 9. Idrogelo secondo le rivendicazioni precedenti, in forma di insieme di film sottili disposti su più strati sovrapposti ed idonei a supportare ed ospitare differenti popolazioni di cellule al fine di ottenere una struttura avanzata polifunzionale (Multi Layer Systems). 9. Hydrogel according to the preceding claims, in the form of a set of thin films arranged on several superimposed layers and suitable for supporting and hosting different populations of cells in order to obtain an advanced polyfunctional structure (Multi Layer Systems). 10. Metodo per la preparazione di un idrogelo secondo le rivendicazioni precedenti, che comprende la preparazione di una miscela contenente (% in peso) da 0,01% a 5% di polimero acrilico, da 0,01% a 5% di polimero naturale, da 0,1% a 40% di agente reticolante in un mezzo acquoso, a una temperatura compresa tra 20°C e 90°C, per un tempo variabile da 10 minuti secondi a 240 minuti primi, e l’eventuale successivo raffreddamento fino a raggiungere una temperatura compresa tra temperatura ambiente e 37°C. 10. Method for the preparation of a hydrogel according to the preceding claims, which comprises the preparation of a mixture containing (% by weight) from 0.01% to 5% of acrylic polymer, from 0.01% to 5% of natural polymer , from 0.1% to 40% of cross-linking agent in an aqueous medium, at a temperature between 20 ° C and 90 ° C, for a time ranging from 10 minutes seconds to 240 minutes, and any subsequent cooling until to reach a temperature between room temperature and 37 ° C. 11. Metodo secondo la rivendicazione 10, che comprende inoltre l’aggiunta di una base in grado di neutralizzare l’acido che si sviluppa durante la reazione e l’aggiunta di opportuni sali o di soluzioni saline o di soluzioni tampone finalizzate al controllo del pH. 11. Method according to claim 10, which further comprises the addition of a base capable of neutralizing the acid which develops during the reaction and the addition of suitable salts or saline solutions or buffer solutions aimed at controlling the pH. . 12. Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui detta base è trietilammina e la soluzione tampone è PBS. The method according to claim 11, wherein said base is triethylamine and the buffer solution is PBS. 13. Metodo secondo le rivendicazioni 10-12, in cui la miscela acquosa viene addizionata o sostituita con un terreno di coltura idoneo al mantenimento delle cellule in condizioni vitali e di crescita contenente le sostanze nutritive o i fattori di crescita secondo la rivendicazione 6. Method according to claims 10-12, wherein the aqueous mixture is added or replaced with a culture medium suitable for maintaining the cells in vital and growth conditions containing the nutrients or growth factors according to claim 6. 14. Metodo secondo la rivendicazione 8 o 13, in cui alla miscela acquosa o al terreno di coltura vengono aggiunti uno o più farmaci e/o fattori e/o principi attivi in grado di modulare l’azione delle cellule e/o di mantenerle vitali e/o di stimolarne il metabolismo e/o di stimolarne la crescita e lo sviluppo e/o di stimolarne il differenziamento e/o di stimolarne l’interazione e l’interconnettività mutua. 14. Method according to claim 8 or 13, in which one or more drugs and / or factors and / or active ingredients capable of modulating the action of the cells and / or keeping them viable are added to the aqueous mixture or culture medium and / or to stimulate its metabolism and / or to stimulate its growth and development and / or to stimulate its differentiation and / or to stimulate its interaction and mutual interconnectivity. 15. Uso di un idrogelo secondo le rivendicazioni 1-9 per la preparazione di un impianto di cellule per la rigenerazione o ricostituzione, integrali o parziali, di tessuti danneggiati o malati o rimossi. 15. Use of a hydrogel according to claims 1-9 for the preparation of a cell implant for regeneration or reconstitution, integral or partial, of damaged or diseased or removed tissues. 16. Uso secondo la rivendicazione 15, dove detto tessuto è muscolare o miocardico. 16. Use according to claim 15, where said tissue is muscular or myocardial. 17. Uso secondo la rivendicazione 15, dove detto tessuto è connettivo. 17. Use according to claim 15, where said tissue is connective. 18. Uso secondo la rivendicazione 15, dove detto tessuto è una cartilagine articolare. 18. Use according to claim 15, wherein said tissue is an articular cartilage. 19. Uso secondo la rivendicazione 15, dove detto tessuto è osseo. 19. Use according to claim 15, where said tissue is bone. 20. Uso secondo la rivendicazione 15, dove detto tessuto è tendineo o ligamentoso. 20. Use according to claim 15, where said tissue is tendon or ligamentous. 21. Uso secondo la rivendicazione 15, dove detto tessuto è corneale. 21. Use according to claim 15, where said tissue is corneal. 22. Uso secondo la rivendicazione 15, dove detto tessuto è derma o epidermide. Use according to claim 15, where said tissue is dermis or epidermis. 23. Uso secondo la rivendicazione 15, dove detto tessuto è epatico o renale. 23. Use according to claim 15, where said tissue is hepatic or renal. 24. Uso di un idrogelo secondo le rivendicazioni 1-9 come interfaccia tra cellule e dispositivi elettronici. 24. Use of a hydrogel according to claims 1-9 as an interface between cells and electronic devices. 25. Uso di un idrogelo secondo la rivendicazione 8, dove vengono monitorati diversi parametri di attività cellulare durante test per screening farmacologico o durante test di sviluppo di farmaci o durante test di efficacia farmacologica o durante test di tossicità. Milano, 17 novembre 2008Use of a hydrogel according to claim 8, where different cell activity parameters are monitored during drug screening tests or drug development tests or drug efficacy tests or toxicity tests. Milan, November 17, 2008
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