Bionanocompositi antibatterici a matrice proteica = Protein-based antibacterial bionanocomposites

BIONANOCOMPOSITI ANTIBATTERICI A MATRICE PROTEICA I materiali per wound dressing sono fondamentali nella guarigione delle ferite perché consentono di prevenire infezioni e di rigenerare i tessuti danneggiati. Nel wound healing si utilizzano una grande varietà di materiali che devono garantire protezione della cute da infezioni batteriche, assorbire gli essudati, mantenere un'adeguata umidità nel letto della ferita e consentire scambi gassosi con l'esterno. Il lavoro di tesi è iniziato con uno studio sullo stato dell'arte delle principali strategie utilizzate nel wound healing. Sono state analizzate diverse tipologie di materiali impiegati nel wound dressing ed è stato messo in evidenza il potenziale dei nanomateriali in questo campo. La parte sperimentale di questo lavoro si è basata sullo sviluppo di bionanocompositi antibatterici a matrice proteica per il wound dressing. I bionanocompositi sono costituiti da idrogeli a base di proteine di siero del latte in cui sono state incorporate nanoparticelle di ossido di zinco (ZnO NPs) per garantire proprietà antibatteriche. Le ZnO NPs sono state sintetizzate mediante un metodo di precipitazione chimica da solvente e successivamente caratterizzate attraverso la diffrattometria a raggi X (XRD), l'analisi di fisisorbimento di azoto e la Microscopia a Scansione Elettronica a emissione di campo (FESEM). Sono state caratterizzate allo stesso modo delle particelle di ZnO commerciale (Sigma-Aldrich), le quali hanno mostrato di avere un'area superficiale specifica 9 volte minore e volume medio specifico poroso di un ordine di grandezza inferiore rispetto allo ZnO di sintesi. I film proteici sono stati realizzati a partire da un concentrato proteico di proteine del siero del latte mediante il metodo di solvent casting. Nella sospensione proteica a base acquosa, sono stati aggiunti una soluzione di NaOH per correggere il pH e sorbitolo o glicerolo come agenti plastificanti. Alla fine il sorbitolo è stato scartato perché i film ottenuti presentavano elevata fragilità e non potevano essere staccati senza essere rotti dallo stampo su cui erano stati fatti colare. Sono stati realizzati film funzionalizzati con ZnO commerciale, film non funzionalizzati e film multistrato composti da entrambi i tipi di film. L'attività antimicrobica è stata valutata in vitro con il metodo di macro broth dilution sul batterio Gram-negativo Escherichia coli e sul Gram-positivo Staphylococcus epidermidis con sospensioni di ZnO commerciale in tampone fosfato salino (pH 7,4) a due diverse concentrazioni. Si sono riscontrati effetti antibatterici in entrambi i ceppi batterici con risultati migliori su S.epidermidis, tuttavia in nessuno dei due casi è stata trovata la concentrazione minima inibitoria (MIC). Il lavoro può essere perfezionato effettuando prove antimicrobiche sullo ZnO di sintesi per poter confrontare l'effetto dei due diversi ZnO e riuscire a evidenziare l'influenza della dimensione e della forma delle nanoparticelle sull'attività antimicrobica. Altro obiettivo importante è la determinazione della MIC delle NPs eventualmente adottando altri metodi per la valutazione dell'attività antimicrobica. Devono inoltre essere effettuate prove antimicrobiche sullo ZnO incorporato nei film proteici e deve essere valutato il rilascio di ioni zinco sia dalle NPs in sospensione, sia dalle NPs e incorporate nei film.