Nanoparticelle di Maghemite Attive: innovazioni nella purificazione di molecole di interesse farmaceutico, decontaminazione ambientale e applicazioni biomediche

set 18, 2024

Le Surface Active Maghemite Nanoparticles (SAMNs) sono nanoparticelle di maghemite (γ-Fe2O3) che presentano un comportamento superparamagnetico e proprietà chimiche uniche. Queste nanoparticelle sono in grado di formare sospensioni colloidali stabili in acqua senza necessità di rivestimenti superficiali, grazie alla loro specifica chimica di superficie. Le SAMNs non solo mostrano eccellenti proprietà magnetiche, ma possiedono anche la capacità di legare reversibilmente molecole biologiche e inquinanti, rendendole particolarmente utili in ambito biomedico e ambientale. La loro sintesi avviene attraverso un processo economico e sostenibile, che produce nanoparticelle fisicamente e chimicamente stabili, biocompatibili e sicure per l'ambiente. Queste nanoparticelle trovano applicazione in vari settori, tra cui la medicina, dove possono essere utilizzate come vettori per il trasporto di farmaci o come agenti di contrasto per tecniche di imaging, vettori per drug delivery, biosensori e per la rimozione di inquinanti dall'acqua. Infatti, la loro capacità di rimuovere contaminanti come il cromo esavalente dalle acque reflue industriali rappresenta una soluzione innovativa per affrontare problemi di inquinamento ambientale.

Inoltre, le SAMNs possono essere utilizzate per isolare la Lattoferrina dal siero di latte, prodotto di scarto dell'industria casearia. La proteina è di grosso interesse nel campo agroalimentare, nutraceutico e farmaceutico. Il processo sviluppato con le SAMNa offre elevatissima resa e purezza, minimizzando i costi di produzione

La loro caratteristica principale è la capacità di essere manipolate attraverso campi magnetici, permettendo così di controllarle e dirigerle con precisione. Questa peculiarità, unita alla loro struttura superficiale speciale, le rende ideali per una vasta gamma di applicazioni, dalla medicina alla decontaminazione ambientale.

I brevetti SAMNs rappresentano una svolta significativa nel modo in cui possiamo interagire con il mondo microscopico. Immaginate di poter inviare minuscoli "messaggeri" all'interno del corpo umano per diagnosticare malattie o consegnare farmaci esattamente dove servono, o di poter estrarre inquinanti dall'acqua semplicemente usando un magnete. Queste sono solo alcune delle possibilità offerte da questa tecnologia. Le SAMNs sono come piccoli robot magnetici che possono essere programmati per svolgere compiti specifici a livello molecolare, aprendo nuove frontiere nella scienza e nella tecnologia applicata.

Le SAMNs sono state sviluppate dai Professori Magro e Vianello del Dipartimento di Biomedicina Comparata e Alimentazione dell'Università di Padova.

Specifiche

Famiglia brevettuale SAMNs: comprende tre brevetti internazionali che coprono la sintesi, le applicazioni e un apparato per la separazione magnetica delle nanoparticelle SAMNs. Questi brevetti sono attualmente attivi e protetti in diversi paesi chiave.

Status dei brevetti: la famiglia brevettuale è pienamente attiva, con protezione garantita negli Stati Uniti (US 8,980,218 B2), in Europa (EP 2596506, valido in 10 paesi) e in Cina (CN 107635666 B).

Tecnologia SAMNs: le "Surface Active Maghemite Nanoparticles" (SAMNs) sono nanoparticelle di ossido di ferro con proprietà magnetiche superiori e una chimica superficiale unica. Questa combinazione permette loro di rimanere stabili in soluzioni acquose senza rivestimento aggiuntivo e di legare reversibilmente molecole di interesse.

Applicazioni: le nanoparticelle superparamagnetiche di maghemite (SAMNs) trovano applicazione in numerosi campi grazie alle loro proprietà uniche. In ambito biomedico, vengono utilizzate come agenti di contrasto per imaging, vettori per il trasporto mirato di farmaci e materiale genetico, e come componenti di biosensori ultrasensibili. Nel settore ambientale, le SAMNs si sono dimostrate particolarmente efficaci per la rimozione di contaminanti dalle acque, come metalli pesanti e composti organici. Una delle applicazioni più promettenti è la separazione magnetica, che permette di purificare biomolecole di interesse farmaceutico e nutraceutico in modo rapido ed efficiente. Grazie alla loro elevata area superficiale e alla possibilità di funzionalizzazione, le SAMNs possono legare selettivamente diverse molecole target. La loro natura superparamagnetica consente poi di separarle facilmente dalla soluzione applicando un campo magnetico esterno. Questo approccio offre notevoli vantaggi in termini di velocità, resa e purezza del prodotto finale rispetto alle tecniche convenzionali di decontaminazione ambientale. Inoltre, le SAMNs possono essere facilmente recuperate e riutilizzate per più cicli, rendendo il processo sostenibile ed economicamente vantaggioso.

Vantaggi tecnologici: le nanoparticelle superparamagnetiche di maghemite (SAMNs) offrono numerosi vantaggi rispetto ad altre nanoparticelle magnetiche, rendendole particolarmente attraenti per applicazioni industriali e biomediche. Il loro processo di produzione è economico e sostenibile, non richiedendo l'uso di solventi organici o condizioni particolari, ma potendo essere realizzato in ambiente acquoso e condizioni atmosferiche. Le SAMNs mostrano un'elevata stabilità fisica e chimica, mantenendo le loro proprietà nel tempo senza degradarsi. Sono biocompatibili e sicure per l'ambiente, non mostrando tossicità significativa. Una caratteristica unica è la loro capacità di formare sospensioni colloidali stabili in acqua senza necessità di rivestimenti superficiali, grazie alla loro particolare chimica di superficie. Ciò le rende ideali per applicazioni in campo biomedico e ambientale. Le SAMNs possono legare reversibilmente diverse molecole di interesse come proteine, DNA e inquinanti, senza richiedere modifiche superficiali. La loro elevata area superficiale e le eccellenti proprietà magnetiche le rendono efficaci per la rimozione di contaminanti dalle acque e come vettori per il trasporto di farmaci. Inoltre, possono essere facilmente recuperate e riutilizzate più volte grazie alle loro proprietà magnetiche.

Dettagli brevettuali: il brevetto statunitense copre la sintesi e le applicazioni delle SAMNs. Il brevetto europeo estende questa protezione a 10 paesi europei. Il brevetto cinese riguarda un apparato e un metodo per la separazione magnetica utilizzando le SAMNs.

Innovazione e scalabilità: I brevetti descrivono non solo la sintesi delle nanoparticelle, ma anche un apparato modulare per la loro applicazione industriale, dimostrando il potenziale di scalabilità della tecnologia.

Supporto scientifico: la tecnologia SAMNs è supportata da oltre 60 pubblicazioni scientifiche in riviste internazionali, evidenziando il solido fondamento scientifico e l'interesse della comunità di ricerca.

Strategia di commercializzazione: i titolari dei brevetti sono aperti a diverse forme di collaborazione, con una preferenza per la cessione dei diritti brevettuali, ma considerano anche accordi di licenza.

Potenziale di mercato: il mercato delle nanoparticelle di ossidi metallici ha mostrato una crescita esponenziale, passando da 270 tonnellate nel 2012 a oltre 1500 tonnellate nel 2020. Questo trend positivo sottolinea il crescente interesse e le opportunità commerciali per tecnologie come le SAMNs.

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