Primo Report HS : introduzione e strumentazione

"STUDIO DELL'IGIENICITA' DELLE SUPERFICI OTTENUTE CON TECNICHE GALVANICHE E CONFRONTO CON ALTRI MATERIALI: FASE PRELIMINARE"
Oggigiorno i rivestimenti galvanici, grazie alle proprietà superficiali che sono in grado di fornire, sono molto diffusi e versatili. Negli ultimi anni, accanto ai numerosi studi riguardanti l'impatto ambientale dei processi galvanici durante la fase di produzione, si è sviluppata una crescente sensibilità nei confronti delle conseguenze sulla salute umana legate al continuo contatto con questi materiali. In questo contesto, la ricerca in oggetto, proposta e finanziata dal Consorzio Ecometal, si focalizza sull'igienicità delle superfici dei riporti galvanici, in particolare sullo studio di:

1. Potenziale inibizione dall'attecchimento di biofilms batterici da parte dei rivestimenti galvanici durante la vita utile del pezzo rivestito e conseguente potenziale prevenzione di diffusione di malattie o contaminazioni di tipo biologico;
2. Potenziale eliminazione di colonie batteriche grazie a detergenti aventi basso impatto ambientale;
3. Confronto tra riporti galvanici e materiali di uso comune, come acciaio inossidabile, vetro, etc.. in merito alle proprietà sopraelencate;

La multidisciplinarietà che sta alla base di questa ricerca implica un lavoro svolto da personale afferente a diversi settori scientifici, quali l'ingegneria e la scienza dei materiali, la biologia e la medicina. Alla luce della complessità e importanza della ricerca, e' sorta infatti una stretta collaborazione tra il Consorzio Ecometal e l'Università' di Modena e Reggio Emilia. Nello specifico sono coinvolti i Dipartimenti di:

• Ingegneria dei Materiali (DIMA), sotto la guida del prof. Tiziano Manfredini: Dr. Luca Lusvarghi, prof. ing. Valeria Cannillo, ing. Giovanni Bolelli, dott. Fabio Mantini Pighetti, ing. Fiorenza Pierli;
• Scienze Biomediche, sotto la guida del prof. Moreno Bondi e collaboratori;
• Medicina e Chirurgia, sotto la guida del prof. Gianni Cappelli e collaboratori.

Per questa ricerca risulta fondamentale una caratterizzazione chimico-fisica e meccanica dei riporti galvanici, che prevede lo studio di proprietà superficiali come la rugosità e la bagnabilità, accanto ad un'analisi microstrutturale e chimica, per osservare l'eventuale presenza di film superficiali passivanti o contaminanti, che potrebbero favorire o inibire la crescita dei biofilms.
Le tecniche di indagine utilizzate per tali scopi sono le seguenti:

• osservazione microstrutturale e chimica tramite un Microscopio Elettronico a Scansione (SEM), con microanalisi EDS (Energy Dispersive Spectroscopy);
• valutazione della rugosità e mappatura 3D della superficie tramite profilometro ottico confocale;
• valutazione della bagnabilità della superficie tramite la misura dell'angolo di contatto.

Parallelamente a queste caratterizzazioni, ha luogo lo studio della formazione e dell'accrescimento dei biofilms sui differenti riporti, dopo l'esposizione a batteri contaminanti costituiti da Gram+ (Staphylococcus epidermidis) o da Gram- (Pseudomonas aeruginosa).
Per questo scopo si è già proceduto all'acquisto di un apparecchio, il CDC Biofilm Reactor, della ditta BioSurface Technologies Corp., che permette di studiare la crescita di un biofilm in laboratorio.

Figura 1 - Schema del Reattore per Biofilm

Il CDC Biofilm Reactor, il cui schema è riportato in Figura 1, è costituito da un recipiente di vetro da 1 litro, in cui un fluido contenente i batteri è miscelato in continuo, grazie alla presenza di un barra magnetica. Un supporto di Polietilene sostiene otto portacampioni, ciascuno dei quali contenente tre campioni rimovibili, che non sono altro che le superfici di crescita dei biofilm.
In figura 2 e 3, sono riportate rispettivamente le immagini del reattore per il biofilm e un portacampione contenente diverse tipologie di materiali.

I campioni analizzati sono dei riporti galvanici di produzione industriale, come la cromatura, la nichelatura, la zincatura, etc. e vengono confrontati con altri materiali comunemente utilizzati, quali l'acciaio inossidabile e il vetro, presi come riferimento. Successivamente, si prevede il confronto con altre tipologie di materiali.


Figura 2 - Reattore CDC per Biofilm
Figura 3 - Campioni da analizzare