Il corso si propone di fornire agli studenti una formazione sui principi generali che regolano la formazione e le interazioni delle nanoparticelle inorganiche, soffermandosi in particolare sulle variazioni delle proprietà dei materiali su scala nanometrica rispetto a quella macroscopica. Verranno inoltre illustrate le caratteristiche chimico-fisiche che distinguono le nanoparticelle inorganiche da quelle lipidiche, polimeriche e liposomiali, in relazione al loro impiego in nanomedicina. Saranno infine approfondite le tecniche di sintesi di nanoparticelle inorganiche destinate ad applicazioni mediche, nonché le metodologie per la loro modifica funzionale in ambito nanomedico. Al termine del corso, gli studenti avranno acquisito una solida comprensione delle tecniche e delle proprietà necessarie per interpretare la letteratura scientifica più avanzata nel campo della nanomedicina inorganica e per studiare e progettare nuovi nanofarmaci basati su materiali inorganici.
Prerequisiti
conoscenze di base di chimica generale e inorganica e di chimica fisica
Metodi didattici
Lezioni frontali con l'ausilio di proiezioni PowerPoint
Verifica Apprendimento
Al termine del corso, a ogni studente verrà richiesto di elaborare un documento specifico su un argomento — diverso per ciascuno e concordato con il docente — ipotizzando un possibile progetto di ricerca per la creazione di un nuovo nanofarmaco inorganico. L'esame comprenderà la stesura dell'elaborato scritto e la sua discussione orale mediante una presentazione PowerPoint.
Testi
Le presentazioni PowerPoint utilizzate durante le lezioni frontali saranno messe a disposizione degli studenti e sono considerate materiale sufficiente per l'apprendimento e la preparazione all'esame. Il corso prevede inoltre un ampio utilizzo di articoli di ricerca tratti dalla letteratura più recente: agli studenti verranno forniti i riferimenti bibliografici di tutti gli articoli impiegati, inclusi i link direttamente integrati nelle presentazioni PowerPoint. Tutti gli articoli provengono da riviste e archivi ad accesso aperto (open access) oppure accessibili online tramite la rete di Ateneo (Unipv) o da remoto, utilizzando le credenziali universitarie personali. Per i concetti generali e la teoria della nanochimica, è possibile consultare anche tre testi (disponibili presso la Biblioteca delle Scienze dell'Università di Pavia); trattandosi di volumi di ricerca molto costosi, se ne sconsiglia l'acquisto: - Cademartiri, Ozin - Concept of Nanochemistry (Wiley-VCH) - Cao – Nanostructures & Nanomaterials (Imperial College Press) - Sergeev, Klabunde – Nanochemistry (Elsevier)
Contenuti
Dopo un'introduzione sulle proprietà della materia (inorganica) alla nanoscala e sulle loro variazioni in funzione delle dimensioni delle nanoparticelle (solubilità, punto di fusione, potenziali redox, assorbimento/emissione di luce), verranno illustrati alcuni concetti fondamentali relativi alla teoria DLVO, ai fenomeni di agglomerazione e aggregazione, nonché alla stabilizzazione delle nanoparticelle tramite effetti elettrostatici e sterici. Il corso si concentrerà successivamente sulla sintesi e sulle proprietà di nanoparticelle inorganiche costituite da specifiche sostanze (elementi o composti). Per ciascuna sostanza verrà fornita una panoramica delle applicazioni descritte in letteratura nell'ambito della nanomedicina, seguita dall'illustrazione di eventuali prodotti autorizzati o in fase di sperimentazione clinica. Le sostanze prese in esame saranno: Au, Ag, ossidi di Fe, SiO2, Fe[Fe(CN)6]xnH2O (Blu di Prussia), fosfato di calcio, HfO2, ZnO, CeO2 e Quantum Dot (CdSe, PbSe, InAs).