Composites based on Silk Fibroin and Silicon Nitride

The purpose of this thesis is to study and characterize innovative membranes based on silk fibroin and silicon nitride (Si₃N₄), with the aim of evaluating their potential application in bone tissue regeneration. Silk fibroin is a natural protein known for its excellent biocompatibility and biodegradability, while silicon nitride is a ceramic material with possible antibacterial and osteoinductive properties. The combination of these two materials could lead to the development of bioactive membranes capable of inhibiting bacterial growth and promoting bone regeneration. The membranes will be subjected to morphological and chemical characterization, as well as in vitro solubility tests to assess their responses. The expected outcomes aim to verify the composite’s actual ability to enhance osteogenesis and prevent bacterial infections. This study represents an initial step toward the optimization of these type of implantable devices for regenerative medicine.

Lo scopo di questa tesi è studiare e caratterizzare membrane innovative a base di fibroina di seta e nitruro di silicio (Si₃N₄), con l’obiettivo di valutarne il potenziale utilizzo nella rigenerazione del tessuto osseo. La fibroina di seta è una proteina naturale nota per l’eccellente biocompatibilità e biodegradabilità, mentre il nitruro di silicio è un materiale ceramico con possibili proprietà antibatteriche e osteoinduttive. La combinazione di questi due materiali potrebbe portare allo sviluppo di membrane bioattive in grado di inibire la proliferazione batterica e promuovere la rigenerazione ossea. Le membrane saranno sottoposte a caratterizzazioni morfologiche e chimiche, oltre che a test di solubilità in vitro per valutarne il comportamento. I risultati attesi mirano a verificare l’effettiva capacità del composito di favorire l’osteogenesi e prevenire le infezioni batteriche. Questo studio rappresenta un primo passo verso l’ottimizzazione di questa tipologia di dispositivi impiantabili per la medicina rigenerativa.