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FP6

PSY-NANO-SI — Risultato in breve

Project ID: 13875
Finanziato nell'ambito di: FP6-NMP
Paese: Spagna

Elementi comuni con proprietà speciali per la biomedicina

Silicio e ossigeno sono essenziali per la vita umana. La loro interazione potrebbe consentire di fare progressi in importanti aspetti del benessere umano.
Elementi comuni con proprietà speciali per la biomedicina
Il progetto Psy-nano-si (Nanosilicon-based photosynthesis for chemical and biomedical applications) ha studiato silicio e ossigeno, due degli elementi più comuni sulla Terra. L'equipe finanziata dall'UE ha cercato di esaminare un nuovo tipo di interazione tra gli elementi e di affrontare importanti problematiche in biologia, chimica, medicina e fisica. Ci si è concentrati in particolare sulle scoperte fondamentali fatte dai membri del consorzio sulla generazione di ossigeno singoletto dal nanosilicio (Si) e sulla sua biodegradabilità.

I ricercatori puntavano a scoprire le possibili applicazioni delle particelle di silicio poroso contenenti nanocristalli di Si luminescente (nanoparticelle Si) come generatori efficienti di ossigeno molecolare singoletto (1O2). Il progetto aveva lo scopo di sviluppare materiali biologicamente tollerabili ed ecocompatibili e sistemi prototipo in grado di competere con i fotosintetizzatori (FS) esistenti nelle applicazioni fotochimiche, biologiche e mediche.

I ricercatori di Psy-nano-si hanno scoperto che certe nanoparticelle Si si possono produrre in grandi quantità. Il processo per produrre particelle fotoattive con stain-etching diretto delle polveri di Si nanocristallino e gli strumenti sviluppati durante il progetto si possono facilmente adattare ai requisiti della produzione industriale.

Nonostante le nanoparticelle Si contengano impurità tossiche dopo il processo di stain-etching e non siano quindi appropriate per le applicazioni biomediche dirette, è stata dimostrata l'efficienza di una procedura di pulizia per rimuovere le sostanze tossiche. In questo modo le particelle purificate sono accettabili per le applicazioni biomediche.

La nanosuperficie di Si è stata modificata per rendere la superficie idrofila e stabile contro l'erosione in determinate circostanze. Il lavoro sperimentale ha creato nanosuperfici Si modificate che formano uno specifico strato protettivo per consentire l'interazione efficace tra nanocristalli Si eccitati e ossigeno molecolare. Questo funge da base per l'attività di fotosensibilizzazione.

Nella terapia fotodinamica (PDT) dei tumori un FS viene somministrato ai pazienti a seguito di irradiazione della massa tumorale con luce di lunghezza d'onda appropriata. Nonostante vi sia il rischio di danno ossidativo, è stato dimostrato che gli effetti indiretti contribuiscono alla distruzione del tumore. Diversi FS vengono già utilizzati nella pratica clinica. I membri del progetto hanno sviluppato il primo fotosintetizzatore PDT allo stato solido. Si tratta di una polvere di particelle di dimensioni micrometriche e submicrometriche di nano-Si in grado di produrre ossigeno singoletto.

Fino al termine del progetto Psy-nano-si sono stati sviluppati un software e protocolli di collegamento via Internet, sono state offerte misure antifurto e sono stati testati il server centrale e il suo lancio online.

In generale il progetto ha identificato le condizioni per le quali nano-Si presenta attività fotocitotossiche in vitro e attività PDT in vivo. Al momento queste condizioni non rispettano ancora i criteri per un'approvazione del farmaco PDT.

Il lavoro condotto ha consentito ai ricercatori di sviluppare metodi per la produzione scalabile di nanomateriali porosi basati su Si come nuovo tipo di fotosintetizzatori allo stato solido e agenti per la somministrazione di farmaci. I risultati del progetto hanno aperto la strada a ulteriori studi sulle capacità di trasformazione e fotosintetizzazione delle nanosuperfici di Si da usare nelle applicazioni pratiche.

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