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PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
MATERIALI SILICEI NANOSTRUTTURATI, MATERIALI BIOCOMPATIBILI, VETRI BIOATTIVI, PROCESSI D'INTERFACCIA, PROPRIETÀ DI SUPERFICIE, MODELLIZZAZIONE DI SUPERFICI, CARATTERIZZAZIONI IN-SITU, INTERAZIONE CON BIOMOLECOLE, TEST CELLULARI IN-VITRO/IN-VIVO

Fenomeni d'interfaccia in materiali nanostrutturati biocompatibili a base di silice posti a contatto con sistemi biologici

Università degli Studi di Torino
Abstract
La terminazione di un solido inorganico cristallino o amorfo, comunemente chiamata superficie, può essere intesa come un esteso difetto, dato che possiede proprietà generalmente molto diverse da quelle del volume del solido stesso. Le proprietà di superficie sono responsabili di molte delle caratteristiche e delle reattività di un solido; fra queste, particolare risalto ha il tipo di interazione cui un solido inorganico può dare origine se messo a contatto con un mezzo biologico.
Questo progetto riguarda il contatto col mezzo biologico (biomolecole, cellule, tessuti) da parte di due categorie di materiali inorganici a base di silice: vetri bioattivi, per potenziali applicazioni protesiche e materiali a (meso-)porosità controllata, potenziali trasportatori di molecole farmacologicamente attive. Nel primo dei casi citati, il riconoscimento del solido da parte dei componenti delle cellule può portare all’adesione delle cellule stesse, con conseguente esito favorevole dell’impianto. Nel secondo caso, la possibile e riconoscibile biocompatibilità del solido poroso può preludere ad un suo utilizzo in dispositivi per il rilascio controllato di farmaci. In entrambi i casi, la tappa iniziale dell’evento che si realizza al contatto biomateriale/mezzo biologico è l’interazione delle funzionalità chimiche esposte alla superficie del solido con le biomolecole (o frammenti di esse) presenti nel fluido biologico o nel tessuto. Ne segue che la comprensione di quell’evento passa >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Claudio Morterra Università degli Studi di TORINO
Obiettivo del Programma di Ricerca
Lo scopo principale di questo progetto di ricerca, che è di carattere sia metodologico/conoscitivo che applicativo, è lo studio dei meccanismi fisici e chimici che sono alla base dell’interazione tra materiali a base di silice di interesse biomedico ed opportuni sistemi biologici. Tale studio sarà condotto mediante la caratterizzazione chimico-strutturale delle superfici all’interfaccia tra fase inorganica e molecole bioattive ed implicherà, a livello molecolare, l'uso combinato di tecniche sperimentali e teoriche, ed a livello di risposta cellulare l’uso di parallele prove biologiche in-vitro e/o in-vivo.
In tale senso si cercherà di:
1) Preparare, attraverso metodologie di tipo diverso, una vasta serie di biomateriali, di campioni “modello” e di sistemi “di riferimento” (essenzialmente apatiti), con composizione, struttura e morfologia controllata (attraverso la caratterizzazione chimico-fisica dei solidi massivi e delle loro superfici). Lo scopo è quello di indagare le relazioni esistenti tra composizione-struttura-morfologia dei materiali e biocompatibilità/bioattività ed eventuale tossicità;
2) Mettere a frutto, anche nel campo dei biomateriali, metodologie sperimentali e teoriche tipiche della chimica fisica delle superfici, metodologie già ampiamente consolidate ed utilizzate in altri campi nei quali è accettato che la reattività di un solido sia assai sovente determinata dall’attivazione di molecole su specifici siti superficiali. I fini >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Se un solido inorganico viene a contatto, per scelta o accidente, con cellule/tessuti biologici, i fenomeni che ne conseguono sono determinati dalle caratteristiche chimiche e/o fisiche dell’interfaccia formatasi. I materiali silicatici considerati in questo progetto sono: (i) materiali biocompatibili e biomateriali, dal potenziale utilizzo per strumentazione medica invasiva; (ii) sistemi dal potenziale impiego per rilascio controllato di farmaci. In entrambi i casi, pur tra loro diversi, un corpo solido viene a trovarsi in diretto contatto con fluidi/tessuti biologici, con conseguenti reazioni da “corpo estraneo” che possono indurre vari tipi di risposta nel sistema ospitante e/o modificare lo stato di superficie del materiale. Qualunque sia la circostanza di contatto solido/biosistema, è la superficie del solido che dialogherà con le cellule tramite messaggi molecolari o mediante contatto diretto con la membrana cellulare e giocherà un ruolo determinante nella risposta dell’organismo.
La chimica fisica di superficie è stata finora assai poco utilizzata nello studio dei fenomeni d’interfaccia solido/biosistema; questo tipo di approccio rappresenta, invece, la maggiore peculiarità del presente progetto, in quanto esso intende contribuire a colmare la citata lacuna attraverso la comprensione dei meccanismi che, su scala nanometrica, regolano biocompatibilità, bioattività ed, eventualmente, la patogenicità di sistemi xenobiotici solidi.
In particolare: - Nel >>>