Silice mesoporosa funzionalizzata con ioni di zinco per applicazioni biomedicali = Zinc ion functionalized mesoporous silica for biomedical applications

Le emorragie incontrollate provocate da ferite o traumi possono causare gravi problemi alla salute e possono essere talvolta fatali. Per contrastarle, si stanno sviluppando diversi materiali emostatici che possano garantire sicurezza, efficacia e convenienza. Tra questi materiali, la silice mesoporosa ha riscosso notevole interesse per le sue proprietà. L’elevata area superficiale le consente di assorbire grandi quantità di acqua dal sangue. L’assorbimento di acqua aumenta la concentrazione di piastrine e fattori di coagulazione accelerando la formazione di coaguli. La silice mesoporosa possiede inoltre una buona biocompatibilità, bassa tossicità e la possibilità di essere funzionalizzata facilmente. Quest’ultima caratteristica consente di modificare la sua superficie con gruppi funzionali che le permettano di ottenere nuove proprietà. La funzionalizzazione della silice mesoporosa con ioni zinco permette di ottenere un materiale emostatico che possiede anche proprietà antibatteriche. In questo lavoro di tesi è stata studiata la silice mesoporosa funzionalizzata con ioni zinco tramite l’utilizzo di diversi precursori con lo scopo di verificarne le proprietà emostatiche. La silice è stata sintetizzata usando TEOS come precursore della silice, Pluronic P123 come agente templante e mesitilene come agente rigonfiante. La silice è stata poi funzionalizzata con ioni zinco tramite impregnazione. Sono stati realizzati diversi campioni a diverse concentrazioni di zinco e usando diversi precursori: nitrato di zinco, acetato di zinco e cloruro di zinco. I campioni realizzati con il cloruro di zinco si differenziano inoltre per la tecnica utilizzata: metà è stata sottoposta a calcinazione, metà a lavaggio. Sono stati preparati come riferimento anche due campioni privi di zinco ma sottoposti agli stessi trattamenti di impregnazione e successiva calcinazione o lavaggio. Tutti i campioni ottenuti sono stati caratterizzati tramite diverse tecniche. L’analisi EDX ha evidenziato che il lavaggio non ha permesso di ottenere la quantità di zinco desiderata al contrario della calcinazione. L’analisi di fisisorbimento di azoto ha mostrato una diminuzione di area superficiale e volume poroso con l’aumento della concentrazione di zinco. L’analisi XRD ha evidenziato in alcuni campioni la presenza di ossido di zinco, sostanza indesiderata in quanto può ritardare il processo di coagulazione. Sono stati poi eseguiti dei test per valutare l’attività emostatica dei campioni. I campioni di silice privi di zinco hanno riportato i tempi di coagulazione più bassi. Per quanto riguarda i campioni funzionalizzati, invece, solo quelli a concentrazione 5% e 10% realizzati dal nitrato di zinco e quello a concentrazione 5% realizzato dall’acetato di zinco hanno riportato tempi di coagulazione inferiori rispetto ai test effettuati in assenza di silice. Per questi campioni quindi la silice ha preservato le proprietà emostatiche dopo la funzionalizzazione. Il precursore con cui si sono ottenuti i risultati migliori è stato il nitrato di zinco e per questi campioni sono stati effettuati dei test atti a verificare la capacità di rilascio dello zinco in una soluzione di NaCl 0,9% w/v. I risultati del test dimostrano, in via preliminare, la potenziale attività antibatterica di questi materiali, oltre a quella emostatica. Sarà tuttavia necessario eseguire in futuro ulteriori test di tipo biologico per valutare l’effettiva attività antibatterica.