Ibridi di nanoparticelle di ossido di ferro e molecole bioattive: sviluppo e caratterizzazione di strutture fibril-like sintetiche

ABSTRACT Negli ultimi anni, i nanomateriali ibridi a base di nanoparticelle e biomolecole hanno suscitato un notevole interesse per le applicazioni biotecnologiche e biomediche. A tal proposito, il reale potenziale terapeutico e l’applicabilità di diverse molecole biologicamente attive è drasticamente limitato dalla loro scarsa biodisponibilità, dalla difficoltà di monitorarne e veicolarne con precisone la somministrazione. Grazie alla loro capacità di integrare differenti proprietà funzionali in un'unica struttura, i nanomateriali ibridi consentono di combinare biocompatibilità, stabilità e attività biologica, rendendoli versatili e ampliandone i campi di applicazione. Visto il ruolo promettente di questi ibridi, lo scopo di questa tesi è stato sviluppare e caratterizzare ibridi organici-inorganici, usando un particolare tipo di nanoparticelle di ossido di ferro, le Surface Active Maghemite Nanoparticles (SAMNs), come materiale di partenza. Le SAMNs, infatti, combinano elevata stabilità colloidale, specificità di legame, luminescenza e magnetismo. Inizialmente è stato ottimizzato un protocollo per la creazione di un multilayer di curcumina, superando significativamente il carico di molecola funzionale sul core magnetico riportato in letteratura. SAMN@curcumina integra le proprietà delle SAMNs con le molteplici proprietà bioattive della curcumina, aprendo la strada a futuri studi in vitro. I peptidi si sono affermati come elementi costitutivi per organizzare strutture estremamente grandi e complesse. In questo senso è stata investigata l’ibridizzazione delle SAMNs con i peptidi IDFYFDENPYFENK (I-14-K) e GFGFVDFNSEEDAK (G-14-K) attraverso l’approccio sintetico del self-assembly. A differenza di SAMN@curcumina, entrambi i nanoibridi, SAMN@I-14-K e SAMN@G-14-K, hanno dimostrato un comportamento divergente dalla formazione di un sistema core-shell. In particolare, grazie alla differente distribuzione delle catene laterali amminoacidiche, G-14-K ha dato luogo alla formazione spontanea di nanostrutture magnetiche e anisotrope di estensione micrometrica (i.e. fibril-like). I nanoibridi sintetizzati sono stati caratterizzati per determinarne struttura e proprietà chimico-fisiche mediante spettroscopia UV-Vis, Dynamic Light Scattering (DLS), Fourier Transform InfraRed spectroscopy (FTIR), Atomic Force Microscope (AFM) e microscopia ottica. Questo studio, per quanto preliminare, suggerisce il potenziale impiego di SAMN@G-14-K nella realizzazione di biomateriali avanzati per applicazioni biomedicali, ingegneria tissutale, drug delivery e sistemi biofunzionali innovativi.