ITVR980095A1 - Processo per la modifica superficiale di oggetti e/o dispositivibiomedicali. - Google Patents
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Description
Descrizione dell'invenzione avente per titolo :
"PROCESSO PER LA MODIFICA SUPERFICIALE DI OGGETTI E/O DISPOSITIVI BIOMEDICALI"
CAMPO DI APPLICAZIONE
La presente invenzione riguarda un processo atto a modificare e rivestire in modo opportuno la superficie di una pluralità di oggetti e/o dispositivi tradizionalmente impiegati in campo biomedicale.
Più in particolare, il processo secondo la presente invenzione ha lo scopo di ottenere uno strato specifico opportuno sulla superficie del materiale costituente i suddetti oggetti e/o dispositivi biomedicali, detto strato consentendo a tale materiale di promuovere interazioni specifiche desiderate con specie biologiche predeterminate e/o di prevenire l'insorgere di interazioni aspecifiche indesiderate, quale ad esempio l'adesione batterica o proteica, senza tuttavia apportare modifiche sostanziali alle caratteristiche strutturali del materiale o dei materiali nei quali i detti oggetti e/o dispositivi biomedicali sono realizzati.
La presente invenzione trova particolare applicazione nel settore della strumentazione ed apparecchiature biomedicali.
STATO DELLA TECNICA
E' noto che il controllo delle proprietà superficiali dei materiali in generale, e più in particolare dei materiali utilizzati in applicazioni biomedicali, costituisce un settore estremamente importante ed attivo della moderna scienza dei materiali.
Il testo "Polymer Surfaces, from Physics to Technology" di F. Garbassi, M. Morra ed E. Occhiello, Wiley, Chichester, edizione rivista del 1997, evidenzia, ad esempio, l'esistenza di numerosi metodologie di tipo chimico-fisico mediante le quali è possibile ottenere un certo grado di controllo sulla struttura dei materiali e, quindi, sulle proprietà superficiali degli stessi.
Tali metodologie sono intensamente sfruttate, sia a livello di studio che a livello di produzione, principalmente nel settore dei materiali biomedicali.
A tale proposito è chiaramente intuibile come, soprattutto nel settore sopra indicato, il controllo dell'interazione tra un dato materiale e l'ambiente biologico che lo circonda può risultare estremamente differente a seconda delle situazioni specifiche trattate, detto ambiente biologico potendo infatti variare considerevolmente in natura e complessità visto che nella sua definizione possono essere comprese semplici soluzioni proteiche come pure tessuti particolarmente complessi.
In generale, in campo biomedicale uno degli obiettivi che sì desidera conseguire è quello di adattare le caratteristiche superficiali di un dato materiale, ad esempio utilizzato per la realizzazione di oggetti e/o dispositivi biomedicali, in modo da renderlo idoneo a promuovere una voluta specifica interazione oppure ad evitare una risposta dannosa da parte dell'ambiente biologico circostante.
Studi recenti del settore hanno via via trovato sempre maggiore ispirazione nell'analisi del comportamento di molecole e superfici biologiche in genere.
A tale riguardo, ad esempio, l'articolo del Prof. B. Ratner pubblicato sul Journal of Biomedicai Materials Research, 27, 837, 1993, evidenzia come le molecole e le superfici naturali presentino due caratteristiche principali: a) la capacità di evitare interazioni aspecifiche indesiderate; b) la capacità di stabilire interazioni specifiche desiderate.
La prima caratteristica menzionata consente alle molecole ed alle superfici naturali di evitare tutti quei fenomeni di adesione, adsorbimento ed incrostazione che sono, invece, riscontrabili quando una superficie sintetica viene esposta ad un dato fluido biologico.
Come è noto agli esperti del settore sono molte le sostanze in soluzione od in sospensione acquosa che si accumulano spontaneamente sulla superficie di materiali immersi nelle suddette soluzioni o sospensioni, fatto che comporta irrimediabilmente l'insorgere di incrostazioni od adesioni.
Le superiici naturali, al contrario, sanno difendersi da questi meccanismi aspecifici che porterebbero in breve tempo alla loro ricopertura, in seguito alle incrostazioni od adesioni sviluppatesi di cui sopra, ed alla conseguente perdita della loro funzionalità.
La seconda caratteristica citata, ossia la capacità di stabilire interazioni specifiche desiderate, controlla, invece, una pluralità di eventi particolarmente complessi responsabili del funzionamento dei sistemi biologici.
Per quanto attiene al punto a) di cui sopra, è noto che le molecole naturali e/o le superfici naturali evitano l'insorgere di interazioni aspecifiche grazie alla loro idratazione.
Infatti, la presenza di molecole d'acqua fortemente ancorate alle suddette molecole naturali e/o superfici naturali serve a creare una sorta di schermo isolando queste ultime dall'ambiente esterno che le circonda.
In tal caso, l'adsorbimento indesiderato, ad esempio, di una molecola proteica su tali molecole e/o superfici naturali non avviene in quanto il costo energetico richiesto per rimuovere una molecola d'acqua per fare posto ad una molecola proteica è troppo elevato e rende il processo energeticamente non favorevole.
Per quanto riguarda il punto b) di cui sopra, è altrettanto noto che su molecole e/o superfici naturali, riparate dalle interazioni aspecifiche nel modo appena descritto, esistono sequenze di atomi e geometrie ben precise che consentono la realizzazione di interazioni specifiche unicamente con molecole e/o strutture biologiche aventi strutture complementari a quelle delle suddette sequenze.
In questo tipo di interazioni, note come interazioni recettore-ligando, il preciso e specifico adattamento geometrico ed elementare dei componenti è tale da consentire un rilevante guadagno energetico che favorisce le suddette interazioni e permette, quindi, il verificarsi di quelle interazioni particolarmente specifiche che sono alla base della chimica dei processi biologici.
E' altresì noto ai tecnici del settore il meccanismo di attacco di composti idrofili alla superficie di un dato materiale, definito più genericamente, come substrato.
In particolare, secondo uno schema piuttosto diffuso nell'arte nota, è previsto che tale attacco sia realizzato mediante l'utilizzo di un composto policationico, quale ad esempio la polietileneimmìna (PEI), che svolge la funzione di ponte tra il substrato ed il suddetto composto idrofilo.
Infatti, la polietileneimmìna si lega irreversibilmente alla superfìcie di un dato substrato, previamente ossidato, fornendo un'elevata concentrazione di gruppi amminici che vengono utilizzati nelle successive reazioni di immobilizzazione del composto idrofilo impiegato.
Una tale metodologia operativa è descritta, ad esempio, nell'articolo di C. Brink et al., pubblicato su Colloids and Surfaces, 149, 66, 1992 oppure nell'articolo di E. Ostenberg et al., pubblicato su Journal of Biomedicai Materials Research, 29, 741, 1995, oppure ancora nei brevetti US-A-4,810,784 ed US-A-5,409,696.
I brevetti sopra citati riguardano in particolare l'immobilizzazione di eparina sulla superficie di opportuni oggetti e/o dispositivi biomedicali che sfruttano, quindi, l'effetto anticoagulante di tale sostanza per realizzare una superficie eparinizzata particolarmente adatta a combattere il fenomeno dell'adesione proteica.
Tali metodologie note, del tipo di quella sopra descritta, risultano, però, sempre ed unicamente finalizzate ad una applicazione specifica particolare e come risoluzione di un problema specifico non consentendo di modificare ’ed utilizzare il substrato in presenza di problematiche di natura differente.
Nella documentazione sopra citata, quale composto idrofilo particolarmente utilizzato nello stato dell'arte viene ricordato il polietileneossido (PEO) il quale è in grado di fornire una buona protezione dall'ambiente biologico circostante grazie all'elevata idrofilia che lo caratterizza.
Come è noto, e riportato, ad esempio, nell'articolo di J. A. Neff et al., pubblicato sul Journal of Biomedicai Materials Research, 40, 511, 1998, il polietileneossido, inoltre, è in grado di dar luogo ad ulteriori reazioni rivolte a legare ad esso molecole specifiche opportune.
Tuttavia il polietileneossido generalmente non possiede gruppi reattivi al suo interno, detti gruppi reattivi dovendo, quindi, essere introdotti mediante l'utilizzo di procedure che si rivelano particolarmente lunghe e spesso alquanto costose.
Un ulteriore svantaggio all 'utilizzo del polietileneossido risiede nella sua natura chimica che prevede che esso venga attaccato alla superficie in maniera perpendicolare, ossia con le catene di polietileneossido che si dipartono dalla superficie.
Tale caratteristica risulta, quindi, estremamente limitativa in seguito al noto effetto di ingombro sterico descritto, ad esempio, nell'articolo di S. T. Milner pubblicato su Macromolecules, 25, 5487, 1992.
Tali problematiche sono state in parte superate (come descritto, ad esempio, nell'articolo di D. J. Irvine et al.
pubblicato sul Journal of Biomedicai Materials Research, 40, 498, 1998) impiegando polimeri a base di polietileneossido di forma particolarmente complessa, ciò comportando, però, una inevitabile maggiorazione dei costi dei materiali biomedicali così trattati.
DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE
La presente invenzione si propone di ovviare agli inconvenienti e svantaggi tipici della tecnica nota e di fornire, quindi, un processo semplice, economico e di facile controllo per la modifica superficiale dei materiali di oggetti e/o dispositivi biomedicali impartendo a questi ultimi vantaggiose caratteristiche di resistenza alle interazioni aspecifiche indesiderate e di capacità di realizzazione di interazioni specifiche desiderate.
Ciò è ottenuto grazie alla messa in opera delle caratteristiche descritte alla rivendicazione principale.
Le rivendicazioni dipendenti delineano forme di realizzazione particolarmente vantaggiose secondo 1'invenzione.
Obiettivo principale della presente invenzione è la realizzazione di un processo di modifica superficiale che consente di legare un composto idrofilo alla superficie del materiale di un oggetto e/o dispositivo biomedicale, detto materiale venendo d'ora innanzi definito con il termine di substrato.
Il suddetto composto idrofilo secondo l'invenzione deve essere scelto in modo tale che esso sia in grado di fornire uno schermo protettivo di molecole d'acqua, come accennato più sopra, ed inoltre possa ricevere al proprio interno, e quindi nell'architettura generale della superficie del materiale in oggetto, delle specie chimiche atte a promuovere delle interazioni specifiche desiderate e/o atte a rafforzare l'effetto di resistenza ad interazioni aspecifiche, quale ad esempio l'adesione proteica, a seconda delle applicazioni alle quali il materiale è destinato.
Le suddette specie chimiche nel prosieguo della presente descrizione vengono definite con il termine di molecole di funzione in quanto definiscono la funzione specifica che verrà a possedere la struttura superficiale del substrato, struttura generata mediante il processo di modifica secondo la presente invenzione.
Conformemente alla presente invenzione, il processo in oggetto prevede una prima fase di ossidazione della superficie del substrato considerato.
Tale trattamento può essere realizzato utilizzando miscele ossidanti ben note nell'arte, quali ad esempio miscele a base di acido solforico e permanganato, oppure, e più preferibilmente, utilizzando tecniche che impiegano scariche elettriche, come il trattamento corona o plasma.
Conformemente alla presente invenzione, in una seconda fase del processo la superficie ossidata del substrato viene immersa in una soluzione contenente uno o più agenti policationici.
In generale il composto policationico maggiormente utilizzato è polietileneimmina ad una concentrazione compresa tra 0.0001% e 1%, più preferibilmente tra 0.01% e 0.1%.
In tale fase la soluzione di polietileneimmina ed il substrato ossidato vengono lasciati interagire per un tempo compreso tra 2 minuti e 6 ore, più preferibilmente tra 5 minuti e 2 ore.
A conclusione di tale periodo, il processo secondo la presente invenzione prevede una terza fase nella quale il substrato così trattato viene lavato con una soluzione a base di un polisaccaride opportunamente modificato mediante l'accoppiamento con una quantità predeterminata di molecole di funzione specifiche per l'applicazione particolare alla quale il substrato così trattato è rivolto.
Detto polisaccaride modificato svolge la funzione di composto idrofilo vincolato al substrato attraverso l'interposizione del composto policationico pontante di cui sopra e viene opportunamente dotato di una elevata concentrazione di gruppi anionici in modo tale che il polisaccaride possa sfruttare alcuni dei suddetti gruppi per legare le molecole di funzione desiderate e mantenere una sufficiente interazione con lo strato policationico di cui sopra, preferibilmente costituito da PEI, in modo da ancorare saldamente le molecole di funzione al composto policationico, e quindi al substrato.
Inoltre, il polisaccaride così modificato e legato mantiene efficacemente le proprie caratteristiche di generatore di una struttura superficiale idratata in modo da offrire una valida resistenza alle interazioni aspecifiche indesiderate come ricordato più sopra.
Conformemente al processo secondo la presente invenzione, il numero e la frequenza dei gruppi anionici posseduti dal polisaccaride devono essere tali da garantire sia l'instaurarsi della reazione con le molecole di funzione, sia il mantenimento di una interazione forte con lo strato policationico in modo da prevenire, ad esempio, fenomeni di idrolisi o di lisi chimica nei processi di sterilizzazione ed in servizio.
Affinché ciò sia possibile risulta necessario che il polisaccaride in oggetto presenti un gruppo anionico almeno ogni 8 atomi di carbonio, più preferibilmente ogni 6 atomi di carbonio.
Secondo una particolare e vantaggiosa forma di realizzazione della presente invenzione, il composto idrofilo utilizzato è un polisaccaride che presenta dei gruppi carbossilici; ancora più preferibilmente il suddetto polisaccaride è acido alginico od acido poligalatturonico.
L'elevata concentrazione di gruppi anionici di cui sopra consente di mantenere il polisaccaride modificato in una conformazione "piatta" sulla superficie del substrato cosicché essa possa essere ricoperta ed isolata in modo ottimale contrariamente a quanto si verifica per il polietileneossido il quale, come ricordato in precedenza, necessita di un ancoraggio ad una delle estremità della catena, fatto che impone limiti notevoli alla densità di catene raggiungibile sulla superficie ed al conseguente effetto di schermo che ne deriva.
Come più sopra menzionato, il polisaccaride secondo l'invenzione è trattato in soluzione acquosa in modo da promuovere la formazione di un legame con la molecola di funzione voluta con una frequenza che può essere controllata in base alla concentrazione dei reagenti impiegati.
Il fatto che il polisaccaride sia trattato in soluzione acquosa rappresenta una particolare forma di realizzazione dell'invenzione, ma ciò non significa che il suddetto polisaccaride non possa essere impiegato tal quale.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI
Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti, alla lettura della descrizione seguente, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con l'ausilio delle figure illustrate nelle tavole allegate, in cui:
la figura 1 mostra in modo schematico il processo secondo la presente invenzione;
la figura 2 illustra una analisi spettroscopica a raggi infrarossi relativa ad un esempio realizzativo della presente invenzione;
le figure 3a e 3b sono fotografie al microscopio elettronico concernenti un esempio realizzativo dell'invenzione, e
le figure 4a e 4b sono fotografie al microscopio elettronico concernenti un ulteriore esempio realizzativo della presente invenzione.
DESCRIZIONE DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE
In figura 1, è illustrato in modo schematico il processo secondo la presente invenzione; nella suddetta figura sono evidenziati un substrato 10, uno strato intermedio policationico idrofilo 11 dotato di gruppi anionici 12, ed i gruppi anionici 13 dello strato idrofilo che hanno reagito con molecole funzione 14 ed hanno portato all'aggancio di queste ultime al substrato 10.
Per quanto concerne le molecole di funzione 14 introdotte nel polisaccaride a modifica dello stesso, esse possono essere costituite da altre molecole idrofile, quale un monosaccaride, nel caso in cui si desideri rafforzare l'effetto di inibizione dell'adesione aspecifica, oppure possono essere costituite da molecole adesive, quale un peptide od una molecola proteica, oppure ancora possono essere rappresentate da un monosaccaride dotato di attività biologica predefinita e volta a promuovere una ben precisa interazione specifica desiderata.
Secondo una particolare forma di realizzazione della presente invenzione, dette molecole di funzione sono costituite da specie chimiche contenenti il gruppo fosforilcolina, ad esempio fosforilcolina etanolammina.
In generale, dette molecole funzionali 14 sono delle molecole idrosolubili in quanto nell'architettura superficiale che si desidera realizzare non deve essere introdotta alcuna componente idrofoba che ridurrebbe od annullerebbe del tutto l'effetto del polisaccaride idrofilo.
Inoltre, anche se il peso molecolare delle molecole di funzione non è un fattore limitativo dell'invenzione, risulta preferibile l'utilizzo di molecole piccole che non determino alcun effetto schermante alle proprietà intrinseche del polisaccaride.
A questo proposito, quindi, sono preferite quelle molecole funzionali aventi peso molecolare inferiore a 20.000 Dalton, più preferibilmente inferiore a 5.000 Dalton.
In ogni caso, quale che sia la molecola funzionale scelta, essa viene utilizzata in quantità opportune adeguate alla applicazione specifica cui il substrato è destinato.
Una reazione tipica tra un composto idrofilo ed una molecola di funzione è, ad esempio, quella tra l'acido alginico ed un peptide in grado di promuovere l'adesione cellulare, quale ad esempio il peptide definito dalla sequenza RGD .
Tale reazione è promossa da agenti condensanti, come le carbodiimmidi, oppure può prevedere delle reazioni di esterificazione o di modifica del polisaccaride e risulta controllata dalla concentrazione dei vari componenti in miscela.
La concentrazione di peptide viene opportunamente calcolata sul numero di gruppi carbossilici dell'acido alginico.
Nel caso in cui si voglia rafforzare l'effetto di resistenza all'adesione aspecifica del polisaccaride risulta particolarmente vantaggioso l'utilizzo di monosaccaridi idrosolubili, quale ad esempio la glucosammina.
Con riferimento alla figura 1, il numero di molecole di funzione 14 che possono essere attaccate alla superficie presenta un limite superiore dato dal numero di gruppi carbossilici totali presenti.
Inoltre, occorre sottolineare che, pur desiderando una densità superficiale di molecole di funzione 14 sufficientemente elevata, occorre anche mantenere un numero idoneo di siti di legame con lo strato policationico intermedio 11.
La reazione tra acido alginico modificato ed il substrato ricoperto dallo strato policationico può anche richiedere la presenza di ulteriori agenti condensanti oppure può procedere senza ulteriori aggiunte, sfruttando ad esempio l'interazione ionica residua tra il polisaccaride anionico e lo strato cationico. Questa reazione avviene preferibilmente a temperatura ambiente ed in soluzione acquosa.
Al termine della suddetta reazione il materiale segue, quindi, le normali procedure di lavaggio per la rimozione di sottoprodotti di reazione e di reagenti in eccesso non legati al substrato.
Da quanto sopra appare evidente che il processo secondo la presente invenzione consente di ottenere strutture superficiali, di oggetti e/o dispositivi biomedicali, modellate sul comportamento delle molecole e/o superfici naturali.
Il suddetto processo consente, quindi, di realizzare in modo semplice ed economico oggetti e/o dispositivi biomedicali dotati di capacità di interazioni specifiche desiderate e/o di resistenza ad interazioni aspecifiche indesiderate, quale 1'adesione.
Vengono qui di seguito riportati alcuni esempi illustrativi, non limitativi, del processo secondo la presente invenzione.
Esempio 1
Viene preparata una soluzione di 10 mg di peptide adesivo RGD (Sigma®) in 10 cc di acqua. Nella soluzione vengono, quindi, disciolti 0.1 g di acido alginico (Aldrich®) e la soluzione viene successivamente divisa in due aliquote distinte. La prima aliquota A è lasciata tal quale come aliquota di controllo e confronto. Alla seconda aliquota B, invece, vengono aggiunti 0.01 g di Etildimetilamminopropilcarbodiimide {EDC, Sigma®) e 0.008 g di N-idrossisuccinimmide (NHS, Sigma®) e la reazione viene lasciata proseguire per 12 ore a temperatura ambiente. Il giorno dopo il polisaccaride di entrambe le aliquote viene fatto precipitare mediante aggiunta di alcool etilico, fatto seccare sotto cappa a flusso laminare e sottoposto ad analisi mediante spettroscopia infrarossa, utilizzando uno strumento UNICAM RS. Gli spettri infrarossi dei due composti (provenienti da entrambe le aliquote) sono illustrati in figura 2, assieme allo spettro di confronto e controllo C ottenuto da acido alginico posto a contatto con le stesse quantità di EDC ed NHS di cui sopra, ma senza presenza dì peptide. Dalla figura 2 si può, quindi, notare che quando sono presenti peptide, EDC ed NHS compaiono delle bande dovute alla formazione del legame ammidico tra l'acido alginico ed il peptide. Tali bande sono, invece, assenti nei due controlli di cui sopra.
Esempio 2
5 cc di acido alginico modificato come dall'Esempio 1 vengono posti in una capsula di Petri in polistirene, modificata mediante trattamento con plasma di aria a 50 W per 30" e fatta reagire con polietileneimmina (PEI, Aldrich®) per 2 ore a temperatura ambiente. La procedura viene ripetuta con acido alginico puro, con una aliquota di acido alginico in soluzione fatta reagire con RGD, ma senza EDC e NHS, e con una aliquota di acido alginico in soluzione fatta reagire con EDC e NHS, ma senza RGD. Dopo 12 ore vengono lavate le capsule di Petri e si eseguono delle prove di adesione cellulare in assenza di siero. In particolare, le capsule di Petri ricevono 5 mi di sospensione cellulare di cellule fibroblastiche di tessuto connettivo di topo, L-929. Le cellule sono sospese in Minimum Essential Eagle's Medium e sono state previamente centrifugate e lavate con PBS per rimuovere eventuali proteine adesive. Le capsule di Petri vengono, quindi, poste in incubatore (Forma®) a 37°C, con una atmosfera al 5% di CO2 e 98% di umidità. Dopo 24 ore le capsule vengono osservate con un microscopio ottico invertito per evidenziare la presenza di cellule adese. Solo nel caso della capsula di Petri preparata con acido alginico modificato con RGD, EDC ed NHS si osserva adesione cellulare, mentre nei rimanenti casi tutte le cellule rimangono in sospensione. Questo risultato conferma l'effetto di prevenzione nei confronti di interazioni aspecifiche del polisaccaride e la capacità di promuovere interazioni specifiche mediante l'innesto di sequenze adesive.
Esempio 3
Si preparano 100 cc di soluzione allo 0.5% (peso/volume) di acido alginico in acqua. Una aliquota di 10 cc viene messa in una provetta e vi si aggiungono 0.018 g di Glucosammina (Aldrich®), 0.0098 di NHS e 0.016 di EDC. La reazione viene condotta a temperatura ambiente per 12 ore. Al termine della reazione, 4 cc di soluzione vengono posti a contatto, in una provetta, con due lenti intraoculari precedentemente trattate mediante plasma di aria per 30" a 50 W ed immerse in una soluzione di PEI allo 0.1% per 1 ora. Dopo 12 ore le lenti vengono lavate. Una di esse viene sottoposta ad analisi X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), per la valutazione della composizione chimica superficiale. L'analisi fornisce i risultati riportati in Tabella I, che confermano 1'avvenuta modifica della superficie della lente.
Esempio 4
Le prime tre colonne di una piastra a 24 pozzetti (Becton & Dickinson®) in polistirene vengono modificate come descritto nell'Esempio 3 e sottoposte a prove di adesione cellulare, paragonando il comportamento a quello delle colonne non modificate. In particolare, ogni pozzetto riceve 3 mi di sospensione cellulare di cellule fibroblastiche di tessuto connettivo di topo, L-929. Le cellule sono sospese in Minimum Essential Eagle’s Medium addizionato del 10% di siero di vitello fetale, di antibiotici penicillina, streptomicina e amfotericina B e di L-glutamina. Le piastre con le lenti e le cellule vengono poste in incubatore (Forma®) a 37°C, con una atmosfera al 5% di CO2 e 98% di umidità. Dopo 24 ore la sospensione cellulare viene rimossa ed i pozzetti vengono trattati con una soluzione al 2% di glutaraldeide in PBS per la fissazione. Vengono quindi lavati con PBS, disidratati con miscela acqua alcool e sottoposti ad analisi mediante un microscopio elettronico a scansione SEM LEO 420. L'osservazione fornisce i risultati illustrati nelle figure 3a e 3b. La figura 3a si riferisce al fondo del pozzetto non modificato ed evidenzia la presenza di cellule aderite alla superficie. La figura 3b illustra, invece, il comportamento osservato sul fondo del pozzetto modificato; la presenza dello strato superficiale di acido alginico e di glucosammina come molecola funzione ha prevenuto l'interazione aspecifica impedendo l'adesione cellulare.
* *
Esempio 5
Lo stesso processo di modifica descritto nell'Esempio 3 viene ripetuto su una vite da impianto dentale in Titanio. In questo caso, le prove vengono eseguite con una sospensione della specie batterica S. epidermidis, ceppo RP62A (ATCC 35984). Dopo 2 ore di contatto a 37°C le viti vengono rimosse dalla sospensione batterica, lavate con PBS e sottoposte a fissazione con una soluzione al 2% di glutaraldeide in PBS. Vengono quindi lavate con PBS, disidratate con miscela acqua alcool e sottoposte ad analisi mediante un microscopio elettronico a scansione SEM LEO 420. L'osservazione fornisce i risultati illustrati nelle figure 4a e 4b. Mentre la vite da impianto non modificata è ricoperta da batteri (figura 4a), su quella modificata si nota una notevole riduzione della presenza di colonie batteriche (figura 4b).
Claims (13)
- RIVENDICAZIONI 1 . Processo per la modifica superficiale del materiale di oggetti e/o dispositivi biomedicali, detto processo essendo atto ad impartire ai suddetti oggetti e/o dispositivi biomedicali caratteristiche di resistenza ad interazioni aspecifiche indesiderate e/o capacità di realizzazione di interazioni specifiche desiderate, caratterizzato dal fatto che esso è costituito dalle seguenti fasi: ossidazione della superficie dei suddetti materiali; immersione della superficie così ossidata in una soluzione contenente uno o più agenti policationici; lavaggio della superficie trattata secondo le fasi precedenti con una soluzione a base di un polisaccaride opportunamente modificato mediante l'inserimento di una quantità predeterminata di molecole di funzione, dette molecole essendo specifiche per una predeterminata applicazione alla quale i suddetti oggetti e/o dispositivi biomedicali sono destinati; lavaggio della superficie per la rimozione di sottoprodotti di reazione e di reagenti in eccesso non reagiti.
- 2 . Processo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta ossidazione è realizzata mediante miscele a base di acido solforico e permanganato oppure attraverso tecniche che impiegano scariche elettriche, quale il trattamento corona o plasma.
- 3 . Processo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che l'agente policationico utilizzato è polietileneimmina.
- 4 . Processo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la concentrazione di polietileneimmina è compresa tra 0.0001% e 1%, e più preferibilmente tra 0.01% e 0.1%.
- 5 . Processo secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che il tempo di reazione tra la soluzione di polietileneimmina ed il substrato ossidato è compreso tra 2 minuti e 6 ore, più preferibilmente tra 5 minuti e 2 ore.
- 6 . Processo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il suddetto polisaccaride possiede un gruppo anionico almeno ogni 8 atomi di carbonio, più preferibilmente ogni 6 atomi di carbonio.
- 7. Processo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il suddetto polisaccaride è acido alginico od acido poligalatturonico.
- 8. Processo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le suddette molecole di funzione sono monosaccaridi idrosolubili.
- 9. Processo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che il monosaccaride idrosolubile è glucosammina.
- 10 . Processo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le suddette molecole di funzione sono dei peptidi bioattivi.
- 11 . Processo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le suddette molecole di funzione sono derivati della fosforilcolina.
- 12 . Processo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che il derivato della fosforilcolina è fosforilcolina etanolammina.
- 13 . Processo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le molecole di funzione hanno un peso molecolare inferiore a 20.000 Dalton, più preferibilmente inferiore a 5.00Q_Dalton.
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