Studio dell'adsorbimento di proteine da siero bovino, su superfici di titanio chimicamente modificate = Study of protein adsorption from bovine serum, on chemically modified titanium surfaces

Lo studio della risposta del corpo umano ai biomateriali impiantati è di fondamentale importanza per comprendere i fenomeni e le caratteristiche che portano al successo dell’impianto. Negli ultimi anni, particolare attenzione si è riservata all’adsorbimento proteico da fluidi biologici. Per i biomateriali impiantati in vivo, non sono le cellule le prime ad interagire con la superficie del materiale, ma sono le proteine presenti nei fluidi biologici ad interagire con la superficie. Le proteine si adsorbono a partire dai primi secondi dell’impianto e generano un layer proteico che funge da interfaccia tra le cellule e il biomateriale, determinando l’attivazione di specifici pathway che possono portare al successo o all’insuccesso dell’impianto. Tra i materiali più utilizzati, in abito ortopedico e dentale per la sostituzione ossea sono predominanti il titanio e le sue leghe. Il titanio presenta delle ottime proprietà meccaniche e una notevole resistenza alla corrosione, dovuta alla sua capacità di auto-passivarsi e di generare sulla sua superficie un ossido che ne garantisce una elevata biocompatibilità. Per questi motivi nel seguente lavoro di tesi si è proceduto a studiare il fenomeno dell’adsorbimento su superfici metalliche in lega di titanio (Ti-6Al-4V). In particolare, si è studiato l’adsorbimento proteico da soluzioni multicomponenti, quale il siero fetale bovino (FBS), al fine di simulare l’ambiente biologico, su due tipologie di superfici: lega Ti-6Al-4V liscia e lucidata (Ti64) e lega Ti-6Al-4V sottoposta ad un trattamento chimico brevettato (CT), al fine di generare una superficie multifunzionale micro-nano-strutturata dall’elevata bioattività. In particolare, si è indagato l’adsorbimento del FBS tramite differenti tecniche che permettono di valutare: la presenza della proteina (ATR-FTIR e protocollo di adsorbimento con anticorpi fluorescenti); la carica elettrica dei campioni (potenziale zeta); la bagnabilità dei campioni (angolo di contatto statico); le interazioni delle proteine con le superfici (KPFM) e test biochimici (BCA e Hartree-Lowry). L’adesione e la proliferazione batterica rimangono una delle conseguenze postoperatorie che portano al fallimento degli impianti e dei dispositivi biomedici. Motivo per il quale, è stato posto come obbiettivo aggiuntivo la funzionalizzazione delle superfici in esame, Ti64 e CT, al fine di renderle antibatteriche rimanendo comunque citocompatibili. In particolare le superfici a seguito dell’adsorbimento in albumina sieratica bovina (BSA) sono state funzionalizzate con soluzioni di nitrato di argento (AgNO3) a differenti concentrazioni. I campioni così trattati sono stati analizzati tramite differenti tecniche che permettono di valutare: la presenza dell’argento sulle superfici (ATR-FTIR), la composizione degli elementi sulla superficie (FESEM) e la dimensione delle particelle di argento (DLS).