Riassunto analitico
I biovetri sono materiali innovativi, caratterizzati da un’ampia gamma di applicazioni nel campo medicale e, in particolare, in ortopedia, grazie alla loro capacità di legare il tessuto osseo, sviluppando all’interfaccia con esso uno strato chimicamente e morfologicamente equivalente all’osso stesso.
In passato, al fine di migliorare le performance cliniche dei biovetri utilizzati per generare impianti e protesi, sono stati incorporati nella matrice silicatica diversi elementi, al fine di ottenere materiali in grado di esibire effetti terapeutici quali antibatterico e antitumorale. Recentemente si è sviluppato un interesse nel progettare biovetri in grado di contrastare l’infiammazione dei tessuti causata dall’intervento chirurgico, una pratica invasiva ma necessaria per impiantare il dispositivo prostetico.
L’attività antiossidante di questi biovetri è dovuta alla possibilità di modulare la concentrazione locale dei radicali liberi (ROS) generati durante la risposta infiammatoria.
Con catalase mimetic activity (CMA) si intende la capacità di simulare l’attività dell’enzima catalasi, deputato a degradare il perossido di idrogeno, un ROS, generato nel nostro organismo ed è una proprietà auspicabile per il biomateriale usato per impianti biomedici, in quanto riducendo i processi infiammatori, permette una migliore integrazione dell’impianto con i tessuti, riducendo le complicazioni post-intervento.
In un precedente studio sono stati realizzati biovetri partendo dalla composizione del 45S5Bioglass® brevettato da Hench (46.1% SiO2 - 24.4% Na2O - 26.9% CaO - 2.6% P2O5 mol%) modificati con l’aggiunta di ossidi di metalli (MOx, M = Ti, V, Mn, Fe, Co, Cu, Zr e Ce) e ne è stata studiata la CMA, investigando le cinetiche di degradazione e i meccanismi di catalisi.
Lo scopo del presente studio è di approfondire le proprietà di ossidabilità e riducibilità di questi biovetri, effettuando TPR (temperature programmed reduction) e TPO (temperature programmed oxidation) su di essi prima e dopo che siano stati immersi per 7 giorni in H2O2. Sono stati effettuati ulteriori studi morfologici, valutando il cambiamento di area superficiale dei biovetri in seguito a contatto con perossido di idrogeno attraverso caratterizzazione BET, ulteriormente sono state effettuate caratterizzazioni UV e XRPD per valutare la modificazione nello stato di ossidazione degli ioni metallici coinvolti nella catalisi a seguito dei trattamenti ossidanti e riducenti, al fine di poter fare ulteriori considerazioni riguardo al probabile meccanismo di degradazione di H2O2.
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