• fibroina

Studi scientifici hanno dimostrato che la fibroina è un biomateriale dall’elevato valore tecnologico, in termini di ottime proprietà meccaniche, isolanti e per la sua biocompatibilità. Queste lo rendono interessante per studi di bioingegneria, tra cui l’applicazione nei processi di microfabbricazione di dispositivi impiantabili altamente biocompatibili.
Nel presente lavoro di tesi, svolto nell’ambito di un progetto per lo sviluppo di interfacce neurali impiantabili di nuova generazione, è stata studiata la possibile formazione di un coating di fibroina della seta su strati ultrasottili d’oro, potenzialmente in grado di fornire un rivestimento superficiale di semplice realizzazione e buona scalabilità.
Il punto centrale nell’ottenimento del coating SAM-ispirato è la presenza di gruppi tiolici terminali sulla macromolecola, per promuovere la reazione di chemiadsorbimento sullo strato d’oro attraverso la formazione di un legame oro-tiolico.
La prima parte del lavoro di tesi si è focalizzata sulla valutazione dei residui cisteinici nella frazione C-terminale della catena pesante di fibroina rigenerata e sullo stato di degradazione della proteina stessa, apportando modifiche al processo standard di estrazione e dissoluzione da bozzoli di Bombyx mori. Le soluzioni di fibroina rigenerata a vari tempi di estrazione sono state studiate per determinarne le proprietà della struttura secondaria e l’effettiva rimozione di sericina, e con l’ausilio della tecnica SDS-PAGE è stata verificata la presenza di frazioni proteiche fruibili. Dai risultati emerge che, nonostante una ridotta degradazione della struttura primaria per tempi di estrazione più brevi, le modifiche studiate non sono sufficienti a preservare l’integrità della porzione C-terminale e a mantenere la stabilità delle soluzioni; è stata quindi selezionata la soluzione ottenuta con protocollo standard per gli studi successivi.
È stata quindi studiata e ottimizzata una reazione di coniugazione di L-cisteina alla proteina mediante reazione di coniugazione con 1-Etil-3-(3-dimetilamminopropil)carbodiimmide (EDC) e N-idrossisuccinimmide (NHS).
Sono stati indagati i rapporti stechiometrici per ottenere un grado di coniugazione ottimale, determinato mediante saggio di Ellman e determinazione spettrofotometrica UV della concentrazione di fibroina.
La parte conclusiva del lavoro di tesi si è focalizzata sul processo di chemiadsorbimento della proteina coniugata su campioni ricoperti da nanostrati di Au (111). Il coating proteico ottenuto è stato caratterizzato qualitativamente mediante misure di bagnabilità, AFM e voltammetria ciclica/spettroscopia elettrochimica di impedenza (EIS), che hanno confermato l’avvenuta ricopertura del substrato. Il processo necessita tuttavia di ulteriore ottimizzazione, poiché i risultati evidenziano una densità di copertura variabile e non omogenea; in particolare, gli studi di impedenza rivelano il non completo isolamento dello strato d’oro, elemento fondamentale per l’applicabilità della tecnica alle interfacce neurali impiantabili.