Metalli intrinsecamente antibatterici

Titolo del progetto di ricerca

MAGIC - Development of antibacterial MetAllic Glass mICrofibers 

Area scientifica 

Biomateriali, Bioinformatica, Vetri metallici

Marie Skłodowska-Curie fellow

Elham Sharifikolouei 

Abstract 

Il progetto MAGIC si propone di comprendere i meccanismi antibatterici nei vetri metallici utilizzati per applicazioni mediche grazie a un approccio interdisciplinare basato sull’ingegneria dei materiali e su metodi innovativi di sequenziamento dei geni. Per la prima volta, materiali vetrometallici verranno fabbricati sotto forma di microfibre.

Descrizione del progetto di ricerca 

L’insorgenza di infezioni batteriche è la maggiore causa di sostituzione delle protesi metalliche. Ad oggi, il metodo più usato per rendere antibatteriche le superfici è l’applicazione di speciali rivestimenti. Tuttavia, questo trattamento  presenta numerosi svantaggi tra cui la breve durata dei rivestimenti e la perdita di efficacia nel tempo. Alcuni studi recenti hanno dimostrato che alcuni vetri metallici bastati su Zirconio Rame e Argento (li indicheremo con Zr-Cu-Ag MG) hanno proprietà antibatteriche intrinseche. Inoltre, i vetri metallici, rispetto ai comuni metalli e leghe, mostrano diversi vantaggi come, ad esempio, migliori proprietà meccaniche e maggiore resistenza alla corrosione. Nonostante questo, la mancanza di conoscenza dei meccanismi alla base delle loro proprietà antibatteriche ha rallentato il loro uso nell’industria medica. Obiettivo principale di questo progetto è l’investigazione dei meccanismi antibatterici dei Zr-Cu-Ag MG attraverso un approccio interdisciplinare. Attraverso l’ingegnerizzazione dei materiali sarà possibile modificare e controllare i parametri principali che regolano le proprietà antibatteriche, ovvero la composizione chimica e l’energia di superficie. L’efficacia antibatterica dei vetri metallici sintetizzati sarà analizzata osservando la risposta metabolica e genetica dei batteri, mediante lo studio incrociato dei test metabolici e tecniche innovative di sequenziamento genetico. Inoltre, ci proponiamo di fabbricare, per la prima volta, microfibre di vetri metallici antibatterici utilizzando il campione che ha mostrato la migliore azione antibatterica nei test effettuati. Le microfibre hanno il vantaggio di essere facilmente modellate in forme diverse e di esibire una maggiore superficie esposta. Questi due fattori porteranno un grande valore aggiunto nell’utilizzo delle microfibre in applicazioni biomedicali. Parte del progetto sarà ospitato presso l’istituto ESI di Leoben (Austria), nel gruppo del prof. Eckert, e si avvarrà della collaborazione del gruppo di ricerca del prof. Rimondini presso l’Università del Piemonte Orientale.

Impatto sulla carriera del ricercatore e sulla società 

La comprensione dei meccanismi antibatterici dei vetri metallici è il primo passo per il loro uso nell’industria biomedica. Inoltre, le loro proprietà antibatteriche intrinseche saranno di aiuto nel combattere le infezioni batteriche resistenti agli antibiotici come l’infezione da MRSA (Stafilococco Resistente alla Meticillina).

La ricercatrice acquisirà nuove competenze attraverso la collaborazione col gruppo di ricerca al Politecnico di Torino e dell’istituto ESI di Leoben (Austria) che è partner di progetto. La stretta collaborazione con l’Università del Piemonte Orientale amplierà le sue conoscenze nell’ambito della microbiologia e della bioinformatica. La ricercatrice avrà l’opportunità di raggiungere l’indipendenza scientifica contribuendo alla nascita di un nuovo campo di ricerca.

Breve cv del Marie Skłodowska-Curie fellow

Elham Sharifikolouei ha conseguito una Laurea Magistrale in biomateriali all’Università di Ulm. Ha condotto la sua tesi di laurea sullo sviluppo di “modelli cellulari sintetici” al Max Planck Institute for Intelligent Systems a Stoccarda in Germania. Ha ricevuto una borsa di studio della Max Planck Society per sviluppare una nuova tecnica per la fabbricazione di microfibre metalliche. Nel 2018 ha conseguito il dottorato di ricerca sotto la direzione del Prof. Joachim Spatz al Max Planck Institute for Medical Research a Heidelberg in Germania. Lo stesso anno, ha raggiunto il gruppo della Prof. Ferraris al Politecnico per il suo postdoc.

Supervisore 

Monica Ferraris, DISAT - Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia 

Partner Organisation

Erich Schmid Institute of Materials Science (ESI) of the Austrian Academy of Sciences, Leoben, Austria

MAGIC project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No. 892050

  • Budget: 171,470 Euro
  • Data inizio: 1/10/2020
  • Data fine: 30/09/2022