Ossido di calcio micro- e nanometrico come agente antimicrobico = Micro- and nanometric calcium oxide as antimicrobial agent

L’obiettivo del lavoro di tesi è la sintesi, caratterizzazione e valutazione dell’attività antimicrobica delle nanoparticelle di CaO. Sono stati testati tre campioni di polveri: uno commerciale e due di sintesi. Dei due campioni di sintesi, l’uno è stato ottenuto mediante calcinazione di Ca(OH)2 ottenuto per precipitazione a partire da Ca(NO3)2·4H2O e NaOH; l’altro per via sol-gel a partire da Ca(NO3)2·4H2O e acido citrico. Tutti i campioni sono stati sottoposti a caratterizzazioni fisico-chimiche: diffrattometria dei raggi X (XRD), fisisorbimento di azoto (BET) e microscopia a scansione elettronica ad emissione di campo (FESEM). Per campioni di sintesi, i precursori sono stati caratterizzati con fisisorbimento di azoto, diffrattometria ai raggi X ed analisi termogravimetrica (TGA). Si è ottenuto nelle sintesi ossido di calcio monofasico, con cristalliti di taglia sub-micrometrica. L’area superficiale è stata inferiore ai 10 m²/g per tutti e tre i campioni. I materiali non sono porosi. L’attività antimicrobica è stata valutata su Escherichia coli, batterio Gram(-), e Staphilococcus epidermidis, batterio Gram(+). Sono state preparate sospensioni di particelle in PBS a differenti concentrazioni. Nelle prove di broth micro-dilution, sono state valutate la minima concentrazione inibente (MIC) e la minima concentrazione battericida (MBC). I valori di MIC riscontrati sono pari a 3,75 mg/ml, 0,96 mg/ml e 0,96 mg/ml per le particelle CaO-P, CaO-C e CaO-SG su S. epidermidis; per E. coli i valori sono rispettivamente 3,75 mg/ml, 3,75 mg/ml ed 1,92 mg/ml. Per la MBC, i valori riscontrati sono rispettivamente 7,5 mg/ml, 1,92 mg/ml e 1,92 mg/ml per CaO-P, CaO-C e CaO-SG su S. epidermidis e 7,5 mg/ml, 7,5 mg/ml ed 1,92 mg/ml per E. coli. Per tutte le polveri, l’attività antimicrobica è stata più intensa su S. epidermidis rispetto ad E. coli. Non è emersa correlazione fra attività antimicrobica e taglia delle particelle. È stato inoltre misurato il pH delle varie sospensioni per tutti i campioni di CaO; tutti e tre hanno spostato il pH verso valori alcalini. È stata effettuata quindi una prova broth micro-dilution in assenza di CaO e modificando mediante aggiunta di una soluzione di NaOH i valori standard di pH del terreno di coltura comunemente impiegato. Così facendo si è potuto scindere l’effetto antimicrobico attribuibile al pH da quello attribuibile a caratteristiche intrinseche delle particelle. Data l’inibizione osservata ad alti valori di pH anche in assenza di CaO, si è pertanto infine riscontrato come l’innalzamento di pH sia il principale meccanismo di azione antimicrobica delle nanoparticelle di CaO.