Sintesi e caratterizzazione di nanocristalli di quarzo per studi sui meccanismi chimici della patogenicità delle silici.

Polveri di quarzo fine ed ultrafine trovano applicazione in numerose attività industriali (edilizia, industria elettronica, industria tessile, ecc.; tuttavia, è noto che l'esposizione occupazionale a tali polveri induce gravi effetti tossici (cancerogenesi, malattie autoimmuni, infiammazioni, ecc.) ed è stato evidenziato che le proprietà superficiali del quarzo (struttura cristallina, taglia dei cristalliti, taglia della particelle, morfologia delle superfici) concorrano a procurare la sua tossicità in vivo. Si crede che il pericolo rappresentato dal quarzo sia variabile in relazione a minime alterazioni dello stato di superficie e, di conseguenza, a modulazioni della sua potenziale tossicità. Per studiare ciò, abbiamo sviluppato un metodo di sintesi di cristalli di quarzo ad elevata purezza attraverso una via di sintesi innovativa, caratterizzata da tempi variabili, basse temperature e pressioni, attraverso l'utilizzo di un gel di silice che ha permesso di sfruttare differenti agenti polimerizzanti (CO2, HCl, HNO3, acido tartarico) che, utilizzati allo stesso tempo per acidificare il pH del gel e garantire un alto grado di purezza al sistema, hanno portato alla sintesi di cristalli di quarzo nanometrici aventi differenze sia nelle proprietà superficiali, che in quelle del reticolo cristallino dovute, con tutta probabilità, al diverso agente polimerizzante utilizzato; un importante obiettivo è stato, inoltre, quello di cercare di controllare tali proprietà. Abbiamo studiato, i principali parametri chimico-fisici di tali quarzi di sintesi (struttura cristallina, taglia dei cristalliti, taglia della particelle, morfologia delle superfici) così da evidenziare le differenze indotte attraverso le diverse sintesi la sintesi, cioè tempi di polimerizzazione più o meno lunghi, concentrazione del gel variabile ed utilizzo di diversi agenti polimerizzanti. Inoltre, abbiamo effettuato studi ¿cell-free¿, in modo da da definire le diverse proprietà relative alla tossicità del quarzo (taglia e morfologia, potenziale zeta, natura chimica dei silanoli superficiali, generazione di radicali liberi, lipoperossidazione), e test cellulari ¿in vitro¿ (test di screening sulla tossicità cellulare dei quarzi, internalizzazione di nanocristalli di quarzo, adsorbimento di proteine, valutazione del potenziale emolitico) con l'intento di correlare le proprietà chimico-fisiche misurate nei vari campioni di quarzo di sintesi con le risposte cellulari ottenute.