Film trasparenti nanostrutturati di nanotubi di carbonio su vetro come substrati per la crescita neuronale

Lo scopo della presente tesi consiste nella produzione di substrati nanostrutturati di nanotubi di carbonio per la crescita neuronale che soddisfino determinati requisiti, primo fra tutti la biocompatibilità. È indispensabile che vengano considerati tutti i possibili agenti patogeni e contaminanti, che, potrebbero determinare complicazioni nelle applicazioni in vitro ed eventualmente cliniche (che prevedono l’impianto dei substrati di CNT). Su questa base, poi, si sono ricercate diverse caratteristiche, che ora verranno brevemente prese in rassegna.
Affinché sia possibile osservare i campioni in trasparenza ed effettuare indagini statistiche a immunofluorescenza è stato scelto di utilizzare superfici vetrose sulle quali depositare strati di nanotubi con aspetto finale trasparente. Il layer, inoltre, deve essere conduttore per favorire la trasmissione dei segnali neuronali che permettono la crescita delle arborizzazioni delle cellule e, quindi, la loro interconnessione. Risulta, di conseguenza, fondamentale una copertura totale della superficie e una distribuzione omogenea dei tubi. La buona adesione e stabilità dello strato di nanotubi al vetro, quando viene immerso nel medium di coltura, sono due caratteristiche indispensabili affinché le cellule si ancorino al substrato e possano successivamente crescere. Un altro requisito fondamentale per favorire la formazione di una rete neuronale è che i vetrini siano morfologicamente omogenei e caratterizzati da un’opportuna rugosità superficiale, che, come precedentemente spiegato, può giocare un ruolo determinante nell’adesione delle cellule. Risulta di conseguenza molto importante attuare un controllo di rugosità in relazione alla concentrazione della sospensione di nanotubi.
Tenendo sempre presenti gli obiettivi sopra citati, in questo lavoro si è voluto confrontare il comportamento in solvente di diversi tipi di nanotubi di carbonio, sia a parete singola che a parete multipla, in termini di dispersibilità. A tale proposito si vuole dimostrare che è indispensabile contrastare l’inevitabile formazione di fasci ed ottenere, così, una sospensione omogenea in cui i nanotubi siano caratterizzati dal miglior stato di dispersione, al fine di ottenere uno strato morfologicamente omogeneo e conduttivo. È stato riscontrato, infatti, che la qualità del materiale depositato sulla superficie vetrosa dipende fortemente dallo stato di aggregazione dei nanotubi nella sospensione.
Il controllo della concentrazione della sospensione si è rivelato un secondo fattore chiave: esso infatti permette di controllare anche la rugosità e la trasparenza del layer depositato sul vetrino. In generale, si può affermare che all’aumentare della quantità di nanotubi in sospensione la rugosità superficiale dello strato aumenti e l’aspetto del vetrino sia sempre meno trasparente, a parità di volume depositato, a favore, però, di una maggiore copertura del vetrino. Per questo sono state testate diverse concentrazioni a parità di tipologia e trattamento della sospensione.