I nanotubi di carbonio (CNTs) sono nano-strutture cilindriche composte da fogli arrotolati di atomi di carbonio a singolo strato (grafene), che esibiscono proprietà meccaniche, elettriche, termiche e chimiche eccezionali che hanno promosso la loro estesa esplorazione in molti campi biomedici. Grazie alle loro caratteristiche fisico-chimiche uniche, i CNTs sono sempre più utilizzati come piattaforme multifunzionali per applicazioni diagnostiche, terapeutiche e di ricerca, offrendo soluzioni promettenti per affrontare sfide biomediche.
Proprietà chiave e funzionalizzazione
- I CNTs possiedono una resistenza alla trazione notevole, un'elevata area superficiale e un'eccellente conduttività elettrica.
- La funzionalizzazione superficiale —tramite modificazioni covalenti o non covalenti— migliora la solubilità, la biocompatibilità e le capacità di legame mirato, cruciali per l'integrazione in sistemi biologici e la sicurezza.
- La funzionalizzazione gioca anche un ruolo vitale nella riduzione della tossicità dei CNTs, consentendo un uso biomedico più sicuro mentre adatta la chimica superficiale per interazioni molecolari specifiche.
Applicazioni biomediche
- Consegna di farmaci e terapie:
- I CNTs fungono da nanocarrier per diverse molecole di farmaci, geni e agenti terapeutici, proteggendo il carico dalla degradazione e consentendo un rilascio mirato a livello cellulare o tissutale.
- Facilitano il superamento di barriere biologiche come le membrane cellulari e la barriera emato-encefalica, ampliando la portata terapeutica.
- Biosensori e diagnostica:
- I biosensori basati su CNTs sfruttano le loro proprietà elettriche e ottiche per la rilevazione ultrasensibile di biomolecole, patogeni e biomarcatori di malattie.
- La loro fotoluminescenza intrinseca e la dispersione Raman consentono modalità di imaging avanzate adatte per la visualizzazione in vitro e in vivo.
- Ingegneria tissutale e medicina rigenerativa:
- I CNTs forniscono materiali di scaffolding che supportano l'adesione cellulare, la crescita e la differenziazione grazie alla loro robustezza meccanica e alla capacità di mimare matrici extracellulari.
- Terapia del cancro:
- I CNTs sono esplorati per la consegna di farmaci e la terapia fototermica, dove la loro forte assorbimento nel vicino infrarosso riscalda e abla selettivamente i tessuti tumorali.
