Sviluppo e Ottimizzazione di Membrane Elettrofilate in Poliacrilonitrile (PAN) e Funzionalizzazione delle Fibre per Adsorbimento Selettivo di Molecole Uremiche nei Processi Dialitici

L’aumento delle concentrazioni ematiche di urea e creatinina rappresenta una delle principali conseguenze della compromissione della funzione renale e pone il problema dello sviluppo di sistemi extracorporei di depurazione sempre più efficaci e, soprattutto, più selettivi rispetto ai materiali adsorbenti attualmente disponibili. In questo contesto, il presente lavoro di tesi propone una possibile soluzione attraverso lo sviluppo di membrane innovative in nanofibre di poliacrilonitrile (PAN) da impiegare in dispositivi per l’emoadsorbimento, con l’obiettivo di ottenere supporti fibrosi funzionalizzabili e di valutarne preliminarmente la capacità di interazione con i due soluti uremici di interesse, urea e creatinina. A tal fine, sono state prodotte mediante elettrofilatura membrane in nanofibre ottenute da due diverse tipologie di PAN, successivamente sottoposte a un percorso di modifica chimica superficiale finalizzato all’ancoraggio covalente dell’acido gallico. Il protocollo sviluppato ha compreso l’ottimizzazione della preparazione delle matrici fibrose, la rimozione del solvente residuo, il doppio trattamento di idrolisi alcalina e acida per incrementare la disponibilità di gruppi reattivi superficiali, il grafting con etilendiammina come linker e infine la funzionalizzazione con acido gallico. Le membrane ottenute sono state caratterizzate tramite microscopia elettronica a scansione e spettroscopia FTIR per monitorarne rispettivamente morfologia ed evoluzione chimica durante i diversi trattamenti. Ulteriori prove preliminari, tra cui saggio colorimetrico con rodamina, misura dell’angolo di contatto e test alla ninidrina, sono state impiegate per supportare la valutazione dell’efficacia del processo di funzionalizzazione. I risultati hanno mostrato che entrambe le tipologie di PAN hanno consentito di ottenere matrici nanofibrose stabili, mantenendo caratteristiche morfologiche compatibili con l’impiego previsto anche dopo i trattamenti chimici. Le analisi condotte hanno confermato la validità del percorso di modifica superficiale e la fattibilità dell’ancoraggio chimico dei gruppi funzionali introdotti, pur indicando la necessità di ulteriori approfondimenti per ottimizzare alcuni passaggi del protocollo. I test preliminari di adsorbimento, condotti con soluzioni a concentrazioni rappresentative dell’ambiente uremico, hanno mostrato una diminuzione nel tempo della concentrazione dei soluti modello in presenza delle membrane funzionalizzate, evidenziando una risposta promettente nei confronti della creatinina. In particolare, la membrana a base di copolimero funzionalizzato con acido gallico ha mostrato un adsorbimento più rapido e una maggiore affinità rispetto ai controlli, suggerendo la possibilità di sviluppare materiali più selettivi per applicazioni di emoadsorbimento.