Raucci, Maria Grazia (2006) Proprietà biologiche di materiali sintetizzati con la tecnica sol-gel. [Tesi di dottorato] (Inedito)

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Abstract

Il lavoro di tesi si basa sulla sintesi di materiali preparati con la tecnica sol-gel, in particolar modo lo studio è stato focalizzato sulla sintesi di ibridi organo-inorganici. Il metodo sol-gel ha ricevuto notevole attenzione negli ultimi anni grazie ai suoi vantaggi come la bassa temperatura di processo, alta omogeneità dei prodotti finali. Generalmente, il prodotto formato può essere considerato come un polimero inorganico avendo un network strutturale tridimensionale capace di intrappolare molecole di polimero organico. Gli ibridi si prospettano come un’alternativa per ottenere materiali con caratteristiche innovative. La sintesi di tali materiali ha lo scopo di eliminare, gli svantaggi connessi all’utilizzo dei singoli componenti quali i polimeri e i ceramici. Nel caso dei polimeri, accanto ai vantaggi rappresentati dalla bassa densità, alta tenacità e quindi facili da lavorare, abbiamo anche svantaggi associati alla bassa resistenza meccanica e alla degradazione. I ceramici hanno il vantaggio di avere elevata resistenza, buona biocompatibilità e non si degradano (inerzia chimica), tra gli svantaggi ricordiamo la fragilità e le difficoltà di lavorazione. Nel lavoro sono stati realizzati, con la tecnica sol-gel, ibridi organo-inorganici per i quali sono state considerate due tipi di matrici inorganiche, il sistema ZrO2-5wt%Y2O3 e il sistema a base di TiO2, la parte organica per entrambi i sistemi è rappresentata da un poliestere biodegradabile quale il poli-e-caprolattone (PCL). Tali campioni sono stati caratterizzati sia da un punto di vista chimico che biologico per poterli identificare come biomateriali. Le prestazioni dei materiali impiegati in campo medico sono valutate in base alla loro biocompatibilità e biofunzionalità. La biocompatibilità rimane il tema centrale per le applicazioni dei biomateriali in medicina. Oltre allo studio della biocompatibilità di questi materiali, in questo lavoro è stata studiata anche la bioattività, ossia la capacità dei materiali di promuovere la formazione di idrossiapatite sulla loro superficie quando sono posti a contatto con un fluido biologico (SBF), e quindi di valutare la loro capacità di osteointegrarsi in seguito ad un impianto. L’incorporazione di ampicillina in questi materiali ha permesso, inoltre, lo studio del rilascio controllato dell’antibiotico. Lo scopo di sviluppare sistemi a rilascio controllato è quello di ridurre la frequenza del dosaggio o/e aumentare l’efficacia del farmaco attraverso la circoscrizione del sito d’azione, di conseguenza riducendo la dose richiesta o provvedendo a un rilascio di farmaci costante. È ovvio che questo sistema di rilascio avrà requisiti differenti per differenti stati di disagio e per differenti farmaci. La potenzialità di questi materiali innovativi è certamente la produzione di composti con struttura più ordinata e anisotropa.

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