L’inclusione riguarda anche i minerali

L’apatite è un fosfato di calcio naturale, presente come minerale incluso in numerose rocce terrestri e in meteoriti. Le variazioni della sua composizione chimica determinano proprietà che si rivelano fondamentali in numerosi settori della scienza, dalla geologia al campo biomedico. Dall’analisi geochimica dell’apatite e dalle indagini strutturali condotte grazie alla diffrazione di raggi X, i geologi e i cristallografi possono ricavare importanti informazioni sui magmi del mantello terrestre, che hanno dato luogo alle rocce dove questi minerali compaiono come inclusioni, come per esempio avviene in Italia in numerosi basalti del Vesuvio.

“Dall'analisi di questi geomateriali abbiamo realizzato controparti sintetiche che, grazie alla possibilità di variazione nella loro composizione chimica, hanno avuto successo in numerosi campi della tecnologia, dall’agricoltura, come nano-fertilizzanti l’ambiente essendo ottimi materiali per la depurazione delle acque, al nucleare, per lo stoccaggio di rifiuti radioattivi, fino ai beni culturali, dove costituiscono eccellenti film protettivi contro il degrado atmosferico dei monumenti lapidei”, spiega Francesco Capitelli dell’Istituto di cristallografia (Ic) del Consiglio nazionale delle ricerche, impegnato da tempo in ricerche nel settore.

L’apatite oltre che un geomateriale è anche un biomateriale. La ritroviamo infatti, come idrossiapatite, in tutti i vertebrati, quale principale componente inorganico di ossa e denti. “Proprio per la sua composizione chimica e per la sua struttura, insieme alla sua eccezionale biocompatibilità, l'apatite biologica ha costituito il punto di partenza per la progettazione e realizzazione di una vasta classe di biomateriali apprezzati nelle scienze biomediche, come cementi per la ricostruzione di difetti ossei in implantologia orale, chirurgia orale e maxillofacciale e ortopedica, come nano-carrier nella medicina personalizzata, come materiali luminescenti per l’imaging ottico, fino a ricercate paste dentifricie”, prosegue Capitelli.

Ma l’apatite biologica si trova anche sotto forma di inclusioni, o microcalcificazioni, in numerosi tessuti biologici quali cartilagine, seno, cervello, prostata e nelle ossa stesse, diventando anche un marcatore diagnostico di diverse patologie tumorali. Capitelli studia anche questi aspetti in collaborazione con il collega Dritan Siliqi, che afferma: “È importante indagare la composizione e la struttura cristallina di queste inclusioni tramite strumenti quantitativi e non distruttivi, come quelli dei nostri laboratori, dove i dati raccolti vengono trasformati in immagini di microscopia quantitativa attraverso la combinazione di diversi approcci, classificando in questo modo le microcalcificazioni in termini di contenuto chimico e strutturale. Questi studi hanno un impatto nel benessere di milioni di pazienti afflitti da patologie più o meno gravi”.

Fonte: Francesco Capitelli, Istituto di cristallografia, e-mail: francesco.capitelli@ic.cnr.it