CONSEGUENZE DEL RILASCIO IN FLUIDI BIOLOGICI SIMULATI DI IONI METALLICI DA PARTE DI BIOVETRI

Il sempre maggiore bisogno di dispositivi per impianti in campo ortopedico ha focalizzato l'attenzione sulla necessità di progettare materiali in grado di migliorare la rigenerazione ossea. Nel presente lavoro è stato realizzato un nuovo vetro siliceo bioattivo (SBA2). Questo biomateriale è stato sottoposto ad un processo di scambio ionico brevettato, per introdurre quantità controllate di Ag+ in modo da conferire un effetto antibatterico, ma non citotossico. La caratterizzazione del biovetro Ag-SBA2 ha coinvolto l'analisi strutturale mediante diffrattometria ai raggi X, l'analisi morfologica al SEM, e l'analisi composizionale (EDS). Sono stati effettuati test di bioattività in vitro fino a 7 giorni di immersione in SBF (Simulated Body Fluid). La nucleazione dei cristalli di idrossiapatite è stata osservata al SEM limitatamente ad alcune zone, confermando il moderato indice di bioattività atteso per questa composizione, e dimostrando che il processo di scambio ionico non inficia la bioattività dell'Ag-SBA2. È stata misurata la quantità di ioni argento rilasciata mediante ICP-AES. I dati hanno riportato un rilascio graduale, ma maggiore nei primi giorni. I test antibatterici effettuati hanno dimostrato che la quantità di argento introdotta è sufficiente a ridurre la proliferazione batterica. Le concentrazioni 0,05 mg/ml e 0,4 mg/ml corrispondono alla MIC e alla MBC rispettivamente. Dai risultati del test di rilascio di radicali mediante spettroscopia EPR l'Ag-SBA2 è inattivo nella rottura del legame C-H delle biomolecole, ma attivo nella generazione di radicali HO¿ dopo l'immersione in SBF. La seconda parte di questo lavoro svolta costituisce la continuazione di un'attività di ricerca precedente, in cui un vetroceramico ferrimagnetico bioattivo, l'SC2-45, dotato di nanocristalli di magnetite immersi nella fase amorfa, è stato realizzato per la terapia del cancro mediante ipertermia. I test di bioattività in vitro fino a 7 giorni di immersione in SBF non hanno riportato la formazione di idrossiapatite, ma hanno situato il campione al secondo stadio del processo di bioattività. Lo studio del rilascio di radicali CO2¿- ha riportato una cinetica lenta e una diminuzione reattività all'aumentare del tempo di incubazione in SBF. Questo comportamento è riconducibile a ioni Fe2+ sulla superficie che sono progressivamente ossidati e alla schermatura dello strato di gel di silice. La generazione di radicali HO¿ rimane inalterata dopo l'immersione in SBF, ed è caratterizzata da una cinetica veloce, riconducibile agli ioni in soluzione, la cui presenza nell'ordine delle µM è stata dimostrata dal test di rilascio mediante ICP-AES. Il terzo biomateriale studiato è un vetro fosfato riassorbibile (TiPS2.5) costituito dal 2,5 wt% di TiO2. Dallo studio della generazione di radicali mediante spettroscopia EPR, le polveri di TiPS2.5 risultano inattive verso i legami C-H e verso il H2O2. Test antibatterici sono stati effettuati per verificare l'azione antimicrobica del Ti4+, e i risultati hanno sottolineato il contributo determinante del pH nell'arresto della proliferazione batterica.