Preparazione tramite electrospinning di membrane polimeriche fibrose con proprietà antibatteriche = Preparation by electrospinning of fibrous polymeric membranes with antibacterial properties

Una necessità sempre maggiore di materiali naturali, derivanti quanto più possibile da risorse rinnovabili, e una crescente attenzione verso il rispetto dell’ambiente e la sostenibilità, esortano sempre più ad utilizzare monomeri bio-compatibili, per rimpiazzare sostanze sintetiche derivanti dal petrolio per la produzione di polimeri. Allo stesso modo anche i processi, come quello di polimerizzazione e di formatura dei polimeri, tendono a diventare maggiormente ecologici, al fine di diminuire i consumi energetici e l’utilizzo di sostanze inquinanti. In accordo con questa tendenza, il lavoro sperimentale di tesi prevede l'utilizzo dell'electrospinning, una tecnica semplice, molto versatile, che permette di produrre in continuo strutture elettrofilate, come membrane non-tessute 2D e rivestimenti 3D, le cui nanofibre alla base, generate dall’applicazione di un forte campo elettrico (decine di kV), hanno scala dimensionale in un range da pochi nanometri a diversi micrometri. Un’importante applicazione delle membrane elettrofilate, tra le varie possibili, è il wound healing. Con questo termine si intende la realizzazione di un tessuto in grado di accelerare il processo di guarigione di una ferita. I sistemi adatti per il wound healing devono presentare specifiche caratteristiche, quali la capacità di proteggere la zona ferita, una certa efficienza nella barriera contro i batteri, la capacità di assorbire gli essudati in eccesso, un’adeguata velocità di trasmissione del vapore acqueo, un’adeguata abilità di scambiare sostanze gassose, la capacità di adattarsi ai contorni dell’area lesionata, una certa proprietà di adesione funzionale, ovvero maggiore verso i tessuti sani e minore verso quelli lesi e infine un basso costo. I materiali elettrofilati incontrano molte delle precedenti richieste grazie alla loro struttura nano e microfibrosa, alla porosità e all’elevata area superficiale e all’abilità di far crescere cellule sulla loro struttura. Esempi in letteratura hanno dimostrato che la guarigione delle ferite è migliore con l’applicazione di membrane nanofibrose piuttosto che di materiali convenzionali, specialmente nei primi step del processo. Inoltre, l'electrospinning permette di realizzare materiali fibrosi con proprietà antibatteriche, ad esempio disperdendo la sostanza antibatterica all’interno della soluzione polimerica prima del processo di filatura. L’obiettivo principale di questo progetto di tesi è proprio quello di produrre membrane polimeriche fibrose biocompatibili con proprietà antibatteriche attraverso la tecnica dell’electrospinning. Come agente antibatterico è stato utilizzato l'eugenolo, inserito all'interno di nanofibre in polietilene ossido (PEO). Sono state studiate la composizione chimica, la resistenza al solvente e le proprietà meccaniche delle membrane, oltre alla valutazione dell’effetto antibatterico diretto nei confronti di due microrganismi campione, l’ E. Coli e l’S. Epidermidis, considerando un possibile utilizzo nel campo del wound healing. I risultati ottenuti mostrano un promettente utilizzo delle membrane nanofibrose contenenti eugenolo grazie alla loro azione batteriostatica nei confronti del secondo ceppo batterico e grazie all’elevata insolubilità in soluzioni acqua-etanolo e alla loro sufficiente resistenza meccanica.