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MODIFICHE SUPERFICIALI - Coggle Diagram

- - - - Amminolisi
        Esposizione sulla superficie del materiale di gruppi amminici che possono essere utilizzati direttamente per indurre una risposta (modifica primaria) o per agganciare biomolecole (modifica secondaria)
      - Idrolisi
        Esposizione sulla superficie di gruppi carbossilici e idrossilici, anche loro per modifica primaria o secondaria
      - Coating di poli-dopamina
        Utilizzo di molecole che autopolimerizzano sulla superficie del materiale; la dopamina lo fa mediante immersione in soluzioni acquose alcaline pH 8,5 e non richiede reagenti.
      - Trattamento al plasma
        Il plasma è un gas parzialmente o totalmente ionizzato; esistono due tipi di trattamenti al plasma:
        
        Thermal plasma - ad alta temperatura per superfici molto resistenti
        
        Cold plasma - modifica superficiale di materiali polimerici in medicina rigenerativa
        Cold Plasma
        Gas ionizzati generati in camere a vuoto, che trasferiscono energia alla superficie del campione, questa viene dissipata provocando una modifica della superficie; mettendo ossigeno si introducono gruppi OH, usando ammoniaca o azoto si introducono NH2, usando gas inerti generano dei radicali che reagiranno con l'aria e daranno gruppi ossidrilici oppure innescheranno polimerizzazioni.
        La modifica è composta di due fasi:
        
        attivazione della superficie o Etching
        
        GRafting o polimerizzazione - in cui i radicali liberi vengono usati per aggraffare e far polimerizzare un monomero.
        Vantaggi
        Basso impatto ambientale (no solventi), molto versatile, preserva le proprietà massive, geometrie complesse, introduce rugosità superficiale, può essere facilmente combinato con altre tecniche di modifica superficiale.
      - Chimica delle carbodiimmidi
        utilizzata quando si vuole esporre biomolecole specifiche e richiede la presenza di gruppi amminici o carbossilici sulla superficie che si vuole funzionalizzare.
        Prevede il legame ammidico tra ammina e gruppo carbossilico.
        Lo scopo è immobilizzare la stella (fibronectina) sulla superficie; si deve usare un pH acido per l'attivazione e poi superare la pKa del NH2.
        Vantaggi
        basso impatto ambientale, aggraffare qualsiasi molecola che presenti un gruppo amminico o carbossilico, elevata citocompatibilità, facilmente combinato con altre tecniche, la reazione e il grado di funzionalizzazione è facilmente controllabile.
      - Photografting
        prevede l'interazione tra un gruppo fotosensibile esposto sulla superficie del substrato e un gruppo fotosensibile esposto sulla biomolecola, mediante legame covalente indotto dall'irraggiamento con UV/visibile in presenza di fotoiniziatore.
        Vantaggi: basso impatto ambientale, molto veloce e modulare la funzionalizzazione, elevata citocompatibilità, facilmente combinato
      - Avidina/Biotina
        interazione non covalente più forte in natura. L'avidina è una proteina (nei batteri streptavidina) e ha quattro siti per la biotina (vitamina); se la biotina è legata a una biomolecola si può aggraffare.
        Vantaggi: elevata specificità, affinità e stabilità del legame; indipendente a temperatura, pH e agenti denaturanti
        Svantaggi: difficile avere alta densità suoerficiale di avidina; possibili effetti di clustering; immunogenicità nei sistemi viventi
      - Impronta molecolare
        introduzione di siti di riconoscimento specifici per le biomolecole (es. enzima-substrato, anticorpo-antigene)
        1) si prende la molecola stampo template che si vuole sia riconosciuta e si crea il complesso di pre-polimerizzazione tramite reticolante e monomeri.
        2) si inserisce iniziatore e comincia la polimerizzazione, si forma un gel stretto con molecole stampo legate ai gruppi funzionali
        3) se si lava con un acido o un alcol si portafuori la molecola stampo, lasciando nel polimeo delle cavità in grado di riconoscere in futuro la molecola
      - Adsorbimento
        modifica superficiale fisica che prevede l'immersione del substrato in una soluzione con la biomolecola da adsorbire; le interazioni sono elettrostatiche, idrofobiche, di Van der Waals e legami idrogeno.
      - Self assembler monolayer (SAM)
        immersione del substrato in una soluzione con molecole anfifiliche che formano un rivestimento ordinato; la testa interagisce con il substrato e il gruppo terminale può essere reattivo o può già essere una biomolecola
      - Layer by layer
        modifica fisica che prevede la costruzione di un rivestimento tramite immersione del substrato carico elettrostaticamente in soluzioni di polianioni e policationi (in modo alternato)
      - combinazione delle tecniche
        
        amminolisi + chimica delle carbodiimmidi
        
        trattamento al plasma + chimica delle carbodiimmidi
        
        SAM + avidina/biotina
        
        idrolisi +adsorbimento fisico