Nanoibridi costituiti da acido ialuronico e nanopaticelle metalliche per la cura delle ferite e la rigenerazione tessutale

The skin wound treatment represents an important research area due to the essential roles of this tissue, which is the human’s body largest organ. A new approach to tackle the wound healing process is the use of gold (AuNP) or silver (AgNP) nanoparticles as smart nanomedicine tools, thanks to their intrinsic therapeutic effects, such as the angiogenic regulation as well as the anti-inflammatory and antibacterial activity, respectively. Moreover, the nanoparticle conjugation with bioactive molecules is a promising strategy to set up multifunctional nanoplatforms with ‘tunable’ therapeutic action, where each component acts synergically with the others in modulating the biological response at the biointerface. According to such premises, this industrial Ph.D. thesis deals with the investigation of newly developed hyaluronan-metal nanoparticle nanocomposite systems for improved performances in the wound care application in comparison with the market products. Hyaluronic acid (HA) treatments are well known and have been used for tissue repair to treat general wounds, ulcers and bedsores, as well as for the topical treatment of burns. The industrial partner of this Ph.D. project is Fidia Farmaceutici that is, after fifty years of research on the field of hyaluronic acid, at the forefront in HA-related R&D, technological development, production and commercialization, not only in Italy but worldwide. Plasma-based treatments enable one to efficiently synthesize or modify nanomaterials using eco-friendly and often single-step processes, thus considerably lowering labour investment and costs. As a result, the nanoparticle synthesis and their functionalization is more straightforward and can be carried out on a much larger scale, compared to other methods and procedures involving complex chemical treatments and processes. The foreign partner of this Ph.D. project is the Université libre de Brussels (ULB), where the synthesis and characterization of gold and silver nanoparticles coated with hyaluronic acid at different molecular weights have been carried out at by plasma reduction methods, in comparison to the wet chemical reduction methods used in the research activity at the University of Catania.

Il trattamento farmacologico delle ferite rappresenta un importante area di ricerca data l’importanza ed il ruolo essenziale della pelle che rappresenta l’organo più esteso del corpo umano. Le terapie innovative in nanomedicina utilizzano le nanoparticelle d'oro (AuNP) o d'argento (AgNP) per velocizzare il processo di guarigione grazie ai loro effetti terapeutici intrinseci. Le AgNP, infatti, esercitano un’azione antibatterica ed antimicotica mentre quelle di oro un’azione regolatrice dell’angiogenesi ed anti-infiammatoria. Inoltre, la coniugazione delle nanoparticelle con molecole bioattive è una strategia promettente per la formazione di nano-piattaforme multifunzionali con azione terapeutica "modulabile", in cui ciascun componente agisce in sinergia con gli altri nel modulare la risposta biologica alla bio-interfaccia. In accordo con queste premesse, questa tesi di dottorato di ricerca industriale verte nella ricerca di nuovi nanosistemi costituiti da nanopaticelle metalliche ricoperte da acido ialuronico con lo scopo di ottenere prodotti che possiedono prestazioni migliori dei prodotti commercializzati per la riparazione delle ferite. I trattamenti con acido ialuronico (HA) sono ben noti e sono stati ampiamente utilizzati per la riparazione dei tessuti e per il trattamento di ferite, ulcere e piaghe da decubito, nonché per il trattamento topico delle ustioni. Il partner industriale di questo dottorato di ricerca è Fidia Farmaceutici che, dopo cinquant'anni di ricerca nel campo dell'acido ialuronico, è all'avanguardia nella ricerca e sviluppo, sviluppo tecnologico, produzione e commercializzazione di HA, non solo in Italia ma anche in tutto il mondo. Il plasma consente di sintetizzare o modificare in modo efficiente i nanomateriali utilizzando processi eco-compatibili e spesso in un unico step di sintesi, riducendo notevolmente gli investimenti ed i costi del lavoro. Di conseguenza, la sintesi delle nanoparticelle ed il processo di funzionalizzazione diventano facilmente eseguibili e possono essere applicati su una scala molto più ampia, rispetto ad altri metodi e procedure che comportano trattamenti e processi chimici complessi. Il partner straniero di questo progetto di dottorato di ricerca è l'Université libre de Brussels (ULB), in cui è stata messa a punto la sintesi e la caratterizzazione di nanoparticelle d'oro e d'argento rivestite con acido ialuronico a diversi pesi molecolari mediante metodi di riduzione via plasma; questi nanoibridi HA-NPs sono stati poi studiati in parallelo con gli stessi sintetizzati con metodi di riduzione chimica ottenuti durante l’attività di ricerca presso l'Università di Catania.