Sfere di silice mesoporosa funzionalizzate con ioni zinco per applicazioni emostatiche = Mesoporous silica spheres functionalized with zinc ions for hemostatic applications

Il sanguinamento incontrollato, dovuto a ferite o traumi, è sempre stato una delle principali cause di morte dei pazienti coinvolti in più del 50% dei casi relativi a persone rimaste ferite in conflitti bellici e nel 15-25% degli incidenti in ambito civile. Inoltre, è stato dimostrato anche che un’ingente perdita di sangue aumenta il rischio di contrarre infezioni, di insufficienza multi-organo e, in generale, complica il processo di guarigione. Per questo, risulta fondamentale gestire le emorragie nel modo più efficace e rapido possibile, ed è sempre stata incentivata la ricerca di nuovi materiali con buone proprietà emostatiche. In particolare, un emostatico ideale non deve solo favorire un’emostasi veloce ed efficace, ma anche essere sicuro, economico, con proprietà antibatteriche, di facile utilizzo, conservazione e produzione su larga scala. Di recente, hanno destato molto interesse le silici mesoporose, essendosi dimostrate efficaci nel favorire una buona coagulazione in tempi brevi. Infatti, sono dotate di elevata porosità, che consente loro di adsorbire l’acqua contenuta nel sangue e concentrare gli emocomponenti nel sito dell’emorragia. Inoltre, presentano un’alta densità di silanoli superficiali e cariche negative sulla loro superficie, che favoriscono l’attivazione del fattore XII durante la coagulazione. Perciò, in questo lavoro di tesi, si è deciso di studiare le proprietà emostatiche della silice mesoporosa funzionalizzata con ioni zinco, con l’obiettivo di implementare, oltre alle proprietà emostatiche delle silici, anche proprietà antibatteriche, grazie alla presenza dello zinco. Si è partiti dalla sintesi di particelle sferiche di silice mesoporosa con pori di grandi dimensioni (≈ 25 nm), in quanto questo materiale è già studiato precedentemente, mostrando sue buone proprietà coagulanti. In seguito, si è proceduto con la funzionalizzazione con ioni zinco tramite impregnazione da soluzione acquosa, ottenendo due diversi campioni, con una quantità di zinco rispettivamente del 5% e del 10% in massa. Inoltre, è stato preparato un terzo campione trattato solo con acqua e privo di zinco, in modo da valutare l’effetto del trattamento in acqua sulla silice. I campioni ottenuti sono stati caratterizzati tramite diverse tecniche. L’analisi di fisisorbimento di azoto non ha mostrato variazioni rilevanti in seguito alla funzionalizzazione, né nelle isoterme di adsorbimento, né nella distribuzione dei pori. L’analisi XRD ha mostrato un carattere amorfo delle particelle e le analisi XPS e EDX hanno confermato la presenza dello zinco. Infine, sono stati eseguiti dei test di attività emostatica, con plasma bovino, e di attività antibatterica. I primi hanno mostrato che tutti i campioni studiati sono stati in grado di indurre l’attivazione della coagulazione, mentre i secondi non hanno mostrato un’inibizione della crescita dei batteri. Questo potrebbe dipendere da un’insufficiente quantità di zinco nelle particelle, oppure da un mancato rilascio di ioni zinco.