Foto del docente

Silvia Panzavolta

Professoressa associata

Dipartimento di Chimica "Giacomo Ciamician"

Settore scientifico disciplinare: CHIM/03 CHIMICA GENERALE E INORGANICA

Temi di ricerca

Si è occupata dello studio degli aspetti chimici e strutturali dei processi di biomineralizzazione, come sistemi modello per la sintesi di nuovi materiali.

Attualmente svolge attività di ricerca nell’ambito della chimica biomimetica, in particolare si occupa della progettazione e realizzazione di materiali innovativi con proprietà funzionali predeterminate e con potenzialità di impiego in campo ortopedico, in chirurgia maxillo facciale ed in chirurgia cardio-vascolare.



L'aumentata aspettativa di vita nei paesi sviluppati ha portato ad un notevole incremento del numero di disordini relativi al sistema muscoloscheletrico, ed ad una crescente richiesta di materiali per la sostituzione e/o riparazione del tessuto osseo. Questi materiali debbono soddisfare requisiti di biocompatibilità e di bioattività, e quindi essere in grado di creare un legame con il tessuto osseo. I compositi inorganici/organici sintetizzati dagli organismi viventi durante i processi di biomineralizzazione spesso presentano peculiari proprietà morfologiche, strutturali e meccaniche, non facilmente riproducibili con i metodi di sintesi convenzionali. Pertanto possono essere considerati modelli ideali a cui ispirarsi per la progettazione di materiali funzionali complessi. In questo ambito, la ricerca è finalizzata alla preparazione, caratterizzazione ed ottimizzazione di materiali biomimetici, ed in particolare di biomateriali innovativi in grado di riparare difetti nel sistema muscolo-scheletrico. L'attività di ricerca si svilupperà secondo le seguenti linee: 1.Nanocristalli di fosfati di calcio modificati con ioni e molecole biologicamente attive. Verrà studiata la possibilità d'incorporare nei nanocristalli di idrossiapatite ioni e molecole in grado di stimolare una risposta biologica. In particolare verranno preparati nanocristalli di idrossiapatite in presenza di alendronato, un bisfosfonato ampiamente utilizzato nella cura di patologie associate alla perdita di sostanza ossea, anche allo scopo di studiare l'interazione tra idrossiapatite e bisfosfonati. Lo ione stronzio è presente nella fase minerale dell'osso, specialmente nelle regioni di elevato rimodellamento, ed è noto avere un effetto benefico nel trattamento di patologie associate a problemi di perdita ossea, quali l'osteoporosi. Su questa base, verrà intrapreso uno studio su idrossiapatite sintetizzata in presenza di diverse concentrazioni di ione stronzio, allo scopo di mettere a punto un materiale in grado di promuovere l'osteointegrazione e di prevenire/riparare eventuali perdite di sostanza ossea. 2. Deposizione di fosfati di calcio su matrici microstrutturate. Verrà studiata la nucleazione e crescita in vitro di fosfati di calcio su matrici funzionalizzate, contenenti domini in grado di promuovere la nucleazione e crescita ordinata di nanocristalli di fosfato di calcio. Inoltre, la calcificazione di tali matrici permetterà di ottenere un materiale composito microstrutturato che unisce alle proprietà della matrice microstrutturata quelle osteoinduttive del fosfato di calcio. Verranno inoltre utilizzati i nanocristalli di cui al punto 1 per realizzare rivestimenti di Titanio tramite tecniche fisiche, quali la Pulsed Laser Deposition. 3. Cementi ossei a base di fosfati di calcio. I cementi ossei a base di fosfati di calcio (CPCs) possono essere considerati materiali autoorganizzanti, in quanto si basano sull'utilizzo di fosfati che a contatto con soluzioni acquose danno una reazione di idrolisi che porta alla formazione ed alla precipitazione di un fosfato più stabile con conseguente indurimento del cemento. L' ?-tricalcio-fosfato, (a-Ca3(PO4)2; a-TCP) è tra i fosfati di maggior impiego per la preparazione dei CPCs. L' a-TCP è molto più solubile dell'idrossiapatite ed idrolizza in soluzione acquosa attraverso un meccanismo che implica dissoluzione e successiva precipitazione di una fase più stabile. Nell'ultimo decennio sono state evidenziate le potenzialità dei CPCs per il trasporto ed il rilascio di farmaci, e più in generale di sostanze biologicamente attive. In questo contesto verrà studiata l'influenza della composizione, dell'aggiunta di additivi, e delle condizioni di preparazione sulla reazione d'indurimento del cemento. 4. Compositi fosfati di calcio-polimeri biodegradabili Materiali compositi inorganici/polimerici trovano ampie applicazioni come materiali sostitutivi del tessuto osseo. La ricerca prevede la messa a punto della preparazione dei compositi, utilizzando fosfati di calcio e polimeri e copolimeri biodegradabili, e la caratterizzazione delle loro proprietà chimiche, strutturali, morfologiche e meccaniche. In particolare verrà studiata una strategia di sintesi per la realizzazione di nano e microsfere polimeriche ricoperte di fosfato di calcio da utilizzare per il rilascio di molecole biologicamente attive. 5. Supporti porosi da utilizzare per la riparazione del tessuto osteo-cartilagineo. Verrà studiata la possibilità di realizzare supporti porosi, con dimensione e distribuzione dei pori controllata e modulabile, da utilizzare, arricchiti con cellule e fattori di crescita, per riparare perdite di sostanza ossea e/o cartilaginea. I supporti verranno realizzati utilizzando materiali biomimetici a base di fosfati di calcio e di polimeri biodegradabili sia attraverso reazioni di tipo cementizio, sia con metodi di “freeze-drying”.

Ultimi avvisi

Al momento non sono presenti avvisi.