I materiali nanostrutturati trovano impiego in diversi ambiti, quali l'optoelettronica, la sensoristica, la catalisi, la nanomedicina. In particolare, gli studi in ambito biotecnologico e medico hanno portato a interessanti risultati, con l'impiego di nanoparticelle d'oro e polimeriche in settori quali la veicolazione di farmaci, terapia e diagnostica.
In questo ambito, il progetto si pone l'obiettivo di sintetizzare dei materiali nanostrutturati adatti ad essere impiegati in medicina con funzione teranostica, sfruttando le dimensioni ridotte delle nanoparticelle e la facilità nel controllarne dimensioni e forma, la loro biocompatibilità e la loro ampia possibilità di essere funzionalizzate. Questo rende possibile legare alla superficie delle nanoparticelle composti con varie funzioni, quali leganti per radionuclidi e strumenti di targeting. L'utilizzo di nanomateriali come veicolo di radionuclidi è invece un settore giovane, ma di sicuro interesse.
Le nanoparticelle metalliche funzionalizzate, inoltre, possono essere utilizzate come sensori, sia ottici sfruttando lo spostamento della banda plasmonica in seguito a fenomeni di aggregazione dovuti all'interazione con un analita, sia resistivi, dove la presenza dell'analita può causare una variazione della conducibilità del materiale.
Lo scopo di questo progetto è dunque quello di sintetizzare e caratterizzare nanoparticelle metalliche e polimeriche funzionalizzate come carrier di agenti di contrasto per la nanomedicina ed il parallelo studio delle loro applicazioni in sensoristica.
In particolare verranno sintetizzate nanoparticelle metalliche (MNPs) funzionalizzate con tioli idrofili e nanoparticelle polimeriche costituite da copolimeri a base di polimetilmetacrilato. I materiali ottenuti verranno caratterizzati dal punto di vista spettroscopico (UV-vis, FTIR, NMR, XPS) che morfostrutturale (SEM, AFM, TEM, DLS, SAXS) per poi essere testate in test in vitro e come film sottili in sensori di gas.
Il progetto si inserisce nel filone dell'utilizzo di nanomateriali in medicina e sensoristica. In questo senso l'innovatività di questa ricerca è nello sviluppo di nuovi materiali nanostrutturati con caratteristiche peculiari. La scelta di diversi stabilizzanti tiolici per le nanoparticelle d'oro apre alla possibilità di poter sfruttare le caratteristiche dei nanomateriali per l'utilizzo degli stessi in radiomedicina. Allo stesso modo, la scelta dei monomeri per la sintesi delle nanoparticelle polimeriche riveste un ruolo di fondamentale importanza per l'ottenimento di sistemi stabili, funzionali e in grado di essere funzionalizzati; queste caratteristiche rappresentano opportunità nuove per l'utilizzo di questi sistemi nella medicina. Lo sviluppo di materiali ibridi, polimerici e metallici, covalentemente legati, rappresenta un'importante innovazione, aumentando la stabilità dei sistemi e la possibilità di funzionalizzazione specifica per diversi scopi, primo fra tutti l'imaging multimodale.
Sviluppare nanomateriali innovativi e multifunzione, che possano essere facilmente tracciati all'interno del corpo sia attraverso imaging ottico che PET, e allo stesso tempo utilizzati con funzione radioterapica in ambito antitumorale è un'opportunità poco esplorata, che poggia su solide basi.
L'ottenimento di nuovi materiali nanostrutturati, ampiamente funzionalizzati con leganti funzionali allo scopo, permette, inoltre, di portare avanti lo sviluppo di nuovi sensori, ottici o resistivi.