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Jun 19, 2023

Fabbricazione e studio biologico di un nuovo polimero stellare basato su catene di poliimmide aromatiche cicliche magnetiche

Scientific Reports volume 13, numero articolo: 9598 (2023) Cita questo articolo 669 Accessi 4 Dettagli di metriche alternative Qui, una nuova nanostruttura basata su poliimmide aromatica ciclica con proprietà statistiche

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 9598 (2023) Citare questo articolo

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Qui, una nuova nanostruttura basata su poliimmide aromatica ciclica con struttura polimerica a stella statistica è stata sintetizzata tramite la funzionalizzazione della superficie degli MNP CuFe2O4. Il processo di polimerizzazione sulla superficie funzionalizzata degli MNP CuFe2O4 è stato eseguito con dianidride piromellitica e derivati ​​della fenilendiammina. Tutti i metodi analitici come la spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FT-IR), l'analisi termogravimetrica (TG), il pattern di diffrazione dei raggi X (XRD), i raggi X a dispersione di energia (EDX), il microscopio elettronico a scansione a emissione di campo (FE- SEM), magnetometro a campione vibrante (VSM) sono stati eseguiti per caratterizzare la struttura del polimero nanomagnetico CuFe2O4@SiO2. La citotossicità del polimero CuFe2O4@SiO2 è stata studiata per applicazioni biomediche mediante il test MTT. I risultati hanno dimostrato che questo nanocomposito era biocompatibile con le cellule sane HEK293T. Inoltre, la valutazione delle proprietà antibatteriche del polimero CuFe2O4@SiO2 ha mostrato che la sua MIC nei batteri Gram-negativi e Gram-positivi era di 500–1000 µg/mL, quindi aveva attività antibatterica.

I recenti progressi nella polimerizzazione controllata hanno creato un'ampia gamma di architetture complesse con pesi molecolari specifici per una varietà di applicazioni. I polimeri stellari sono stati ampiamente studiati per la loro struttura unica e per l'applicazione in materiali avanzati1. I polimeri stellari sono noti come una classe di macromolecole ramificate. Sono costituiti da un nucleo centrale e rami polimerici lineari fusi nel punto centrale. Questi polimeri sono classificati in due categorie, omogenei ed eterogenei, in base alla struttura e alla lunghezza della catena.

Per maggiore chiarezza, quando i bracci sono uguali per struttura e lunghezza, rientrano nella categoria dei polimeri omogenei, e viceversa, quando sono diversi per struttura e lunghezza, le catene dette polimeri eterogenei. Questa classe di polimeri è molto potente da autoassemblare in strutture supramolecolari con caratteristiche extra che possono essere disegnate utilizzando i loro bracci di funzionalizzazione, e questo ha portato ad un interesse di ricerca nei loro confronti2. Queste caratteristiche uniche, che non sono disponibili per altre controparti lineari, hanno dato loro molte applicazioni in vari campi, tra cui la scienza dei materiali, la medicina e la farmacia3.

Finora, i polimeri stellari sono stati ampiamente utilizzati in applicazioni biomediche come la somministrazione mirata di farmaci, biomateriali antibatterici, ingegneria dei tessuti, diagnosi e rilascio di geni. La struttura unica e le attraenti proprietà chimiche e fisiche dei polimeri stellari come l'incapsulabilità, la bassa viscosità nelle soluzioni diluite, una maggiore risposta agli stimoli, le prestazioni interne e ambientali hanno fatto sì che ricevessero molta attenzione. La ricerca ha dimostrato che la produzione di compositi di nanoparticelle magnetiche con rivestimenti polimerici crea strutture ibride significativamente utili nella terapia del cancro. Le nanoparticelle di ferrite magnetica sono state una delle particelle più utilizzate in campo biomedico. Queste nanoparticelle leader sono diventate uno dei materiali più importanti in vari campi come la catalisi, la biomedicina e la nanotecnologia grazie alle loro proprietà uniche dipendenti dalle dimensioni4.

La nanotecnologia fornisce un terreno promettente per lo sviluppo di nanomateriali con dimensioni comprese tra 1 e 100 nm e proprietà fisico-chimiche uniche5. Le nanoparticelle magnetiche XFe2O4 (dove X = Ni, Cu, Co, Zn, Mg, ecc.) costituiscono un'importante classe di materiali magnetici che presentano proprietà ottiche, elettroniche e magnetiche uniche6. Queste nanoparticelle hanno un'elevata permeabilità e un buon magnetismo di saturazione e si magnetizzano facilmente perdendo le loro proprietà magnetiche e sono anche elettricamente isolanti.

Le nanoparticelle di ferrite di rame (CuFe2O4) sono una delle ferriti importanti che mostrano trasferimento di fase, modifica delle proprietà dei semiconduttori e cambiamenti di interruttori elettrici e quadrilateri in diverse condizioni7,8. Oltre all'adeguata stabilità magnetica, elettrica e termica, queste nanoparticelle hanno un'ampia gamma di applicazioni nei catalizzatori9, nelle batterie agli ioni di litio10, nei bioprocessi11, nell'imaging a colori12 e nel rilevamento dei gas13. Queste nanoparticelle hanno anche un grande potenziale per l'uso in applicazioni biomediche14,15, ad esempio nell'imaging diagnostico16,17, nella somministrazione di farmaci18,19, nella terapia dell'ipertermia15,20,21,22,23,24,25 e nell'etichettatura cellulare26. Finora non sono disponibili molte informazioni sulla risposta biologica della ferrite di rame in combinazione con altri materiali, e questo ha reso una sfida l’uso di queste nanoparticelle in biomedicina.