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Progettazione, Realizzazione e Caratterizzazione di Materiali Biocompositi Biodegradabili Rinforzati con Filler di Origine Naturale per il Packaging Sostenibile
No full textIn linea con la transizione verso un'economia circolare, questo progetto di ricerca esamina la progettazione, la fabbricazione e la caratterizzazione di materiali biocompositi basati su matrici biopolimeriche di comprovato interesse scientifico e industriale, come il poli(butilene adipato-co-tereftalato) (PBAT), il poli(butilene succinato) (PBS) e il poli(3-idrossibutirrato-co-3-idrossiesanoato) (PHBH). L'obiettivo è migliorare le proprietà meccaniche di questi materiali, garantendone al contempo la biodegradabilità e la compatibilità con le potenziali tecniche di lavorazione convenzionali.
Pertanto, lo studio si è concentrato sulla produzione e sulla caratterizzazione di materiali biocompositi a base di PBAT miscelato con diverse concentrazioni di fibre lignocellulosiche naturali derivate da scarti di lavorazione agricola, come la farina di canapa (HF), e di PBS e PHBH miscelati con diverse concentrazioni di un riempitivo lignocellulosico derivato da scarti di lavorazione agricola, in particolare il grano esausto dei birrai (BSG). Inoltre, considerando il BSG come un promettente biofiller economico per questi materiali biocompositi a base di PBS e PHBH, è stato integrato l'uso di un bioplastificante di origine naturale chiamato glicerolo trilevulinato (GT).
L'influenza delle cariche e del bioplastificante sulle proprietà reologiche, strutturali e morfologiche dei compositi è stata valutata utilizzando l'analisi della velocità di flusso di massa (MFR), la cromatografia a permeazione di gel (GPC), la microscopia elettronica a scansione (SEM) e la spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FT-IR). Per valutare l'influenza dell'incorporazione delle particelle di riempimento sulle proprietà meccaniche e termiche dei polimeri, sono state eseguite prove di trazione monoassiale (UTT), calorimetria differenziale a scansione (DSC) e analisi dinamico-meccanica (DMA) sulle formulazioni generate. Ciò ha permesso di valutare l'efficacia del rinforzo e del bioplastificante, andando a identificare i problemi associati all'uso di nuovi materiali.
Infine, considerando la prevista espansione del mercato dei compositi legno-plastica (WPC), unita all'aumento dei prezzi e alla diminuzione della disponibilità di legno, l'obiettivo di questa attività di ricerca è lo sviluppo di materiali compositi ecosostenibili, utilizzando HF e BSG come biofiller economici, alternativi alla farina di legno nella produzione di WPC.In accordance with the transition to a circular economy, this research project examines the design, fabrication and characterization of biocomposite materials based on biopolymer matrices of proven scientific and industrial interest, such as poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT), poly(butylene succinate) (PBS) and poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) (PHBH). The goal is to improve the mechanical properties of these materials while ensuring their biodegradability and compatibility with potential conventional processing techniques.
Therefore, the study focused on the production and characterization of biocomposite materials based on PBAT blended with different concentrations of natural lignocellulosic fibers derived from agricultural processing wastes, such as hemp flour (HF), and PBS and PHBH blended with different concentrations of a lignocellulosic filler derived from agricultural processing wastes, particularly brewers' spent grain (BSG). In addition, considering BSG as a promising economic biofiller to these PBS- and PHBH-based biocomposite materials, the use of a naturally derived bioplasticizer called trilevulinate glycerol (GT) was integrated.
The influence of the fillers and bioplasticizer on the rheological, structural, and morphological properties of the composites was evaluated using melt-mass flow rate (MFR) analysis, gel permeation chromatography (GPC), scanning electron microscopy (SEM), and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). To evaluate the influence of the incorporation of filler particles on the mechanical and thermal properties of the polymers, uniaxial tensile testing (UTT), differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic-mechanical analysis (DMA) were performed on the generated formulations. This made it possible to evaluate the effectiveness of the reinforcement and bioplasticizer, going on to identify problems associated with the use of new materials.
Finally, considering the expected expansion of the wood-plastic composites (WPC) market, coupled with rising prices and decreasing wood availability, the goal of this research activity is the development of environmentally sustainable composite materials, using HF and BSG as economical biofillers, alternatives to wood flour in the production of WPC
The debate on truth and Thomism in the 14th century: the case of John of Naples
No full textLa presente tesi discute la concezione della verità di Giovanni di Napoli, autore domenicano e tomista di inizio quattordicesimo secolo. La concezione di Giovanni viene discussa e contestualizzata rispetto alla dottrina della verità di Tommaso d'Aquino, punto di riferimento di Giovanni, e rispetto al dibattito sulla verità a Parigi, tra gli autori domenicani, all'inizio del quattordicesimo secolo. In particolare, gli autori con cui Giovanni è in dialogo sono Erveo Natale, Durando di San Porziano e Pietro della Palude. Attraverso una dettagliata analisi delle teorie della verità di questi autori, sono stati infine ripensati la portata e l'uso della categoria storiografica di tomismo, quando riferita ai tomisti di inizio quattordicesimo secolo.This thesis discusses the conception of truth of John of Naples, an early fourteenth century Dominican and Thomist author. John's conception is discussed and contextualised with respect to the doctrine of truth of Thomas Aquinas (John's point of reference), and with respect to the debate on truth in Paris, among Dominican authors, at the beginning of the fourteenth century. In particular, the authors with whom John is in dialogue are Hervaeus Natalis, Durand of Saint Pourcain and Peter of Palude. Through a detailed analysis of these authors' theories of truth, the scope and use of the historiographical category of Thomism, when referred to the Thomists of the early fourteenth century, was finally reconsidered
Il mercato grigio del patrimonio culturale
No full textL’articolo analizza il legame fra la criminalità organizzata di stampo mafioso e il traffico illecito di opere d’arte. Attraverso l’analisi di alcuni casi di studio, vengono messi in luce gli aspetti caratteristici del mercato dell’arte, che lo rendono terreno fertile di sfruttamento e guadagno da parte della criminalità organizzata. In particolare, viene messa in evidenza la necessità che tale tematica diventi una priorità sia giuridica che politica.
Controllare, validare, diffondere. Le norme sulla diffusione delle belle arti nel Ducato di Parma, Piacenza e Guastalla
No full textIl saggio analizza la normativa prodotta nel Ducato di Parma, Piacenza e Guastalla sulla circolazione delle cosiddette belle arti nella seconda metà del Settecento, operando, poi, un confronto con la legislazione dei primi anni dell’Ottocento, quando a governare il Ducato emiliano vi è Maria Luigia D’Asburgo (1814-1847), la quale modifica le norme sulla produzione e circolazione dell’arte sulla base delle esigenze del suo governo.
Use of antioxidants in transition cow rationing: effects on production performance
No full textNegli ultimi anni, numerose ricerche hanno evidenziato come le bovine da latte, soprattutto nelle fasi di transizione e nei primi mesi di lattazione, siano particolarmente esposte a situazioni di stress metabolico e ossidativo. Questo periodo critico comporta una forte richiesta energetica e un’intensa attività metabolica, che possono compromettere l’equilibrio fisiologico dell’animale, favorendo l’insorgenza di patologie e incidendo negativamente sia sulla produzione sia sulla qualità del latte.
In tale contesto, si è diffuso l’interesse verso strategie nutrizionali mirate, in grado di supportare la bovina nel mantenimento dell’equilibrio ossidativo e immunitario. Gli antiossidanti, come la vitamina E, il selenio e lo zinco, svolgono un ruolo fondamentale in questo senso, poiché partecipano alla difesa cellulare dai radicali liberi e contribuiscono alla stabilità delle membrane, alla funzionalità epatica e alla corretta risposta immunitaria. L’integrazione combinata di questi elementi mira non solo a migliorare lo stato redox generale, ma anche a favorire un metabolismo più efficiente e un latte di qualità superiore.
L’obiettivo principale di questa tesi è stato quello di valutare l’effetto dell’integrazione con sostanze ad azione antiossidante (vitamina E, zinco e selenio) sullo stato ossidativo, metabolico e produttivo di bovine da latte in lattazione. Lo studio è stato progettato per osservare, nel tempo, eventuali variazioni nei principali parametri ematici e produttivi, cercando di comprendere se e in che modo l’integrazione si riflette sul metabolismo e sulla qualità del latte.
Per lo svolgimento della prova sono state selezionate due gruppi di vacche appartenenti allo stesso allevamento intensivo, con medesime condizioni ambientali, gestionali e alimentari. Le bovine sono state suddivise in un gruppo trattato (gruppo 3), alimentato con un mangime addizionato con vitamina E, zinco e selenio, ed un gruppo di controllo (gruppo 4), che ha ricevuto la medesima razione base ma priva di integrazione specifica.
Il disegno sperimentale è stato pensato per monitorare l’andamento nel medio e lungo periodo, considerando le diverse fasi della lattazione. Sono stati effettuati prelievi di latte e di sangue a intervalli regolari per la determinazione dei principali parametri biochimici, produttivi e antiossidanti. Le analisi hanno riguardato i marker di stato ossidativo, come la vitamina E
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plasmatica e il potere antiossidante totale (FRAP), i parametri metabolici e i parametri produttivi del latte.
L’impostazione della prova ha permesso di raccogliere un ampio insieme di dati, utile per descrivere in modo approfondito la risposta dell’organismo animale all’integrazione antiossidante. In particolare, l’approccio scelto ha consentito di osservare la dinamica dei parametri nel corso della lattazione, distinguendo gli effetti immediati dell’integrazione da quelli che si manifestano nel lungo periodo, evidenziando la loro potenziale utilità come strumento per migliorare la salute dell’animale, la qualità del latte e la sostenibilità complessiva della produzione.In recent years, numerous studies have highlighted how dairy cows, especially during the transition phases and the first months of lactation, are particularly exposed to metabolic and oxidative stress. This critical period involves high energy demands and intense metabolic activity, which can compromise the animal's physiological balance, promoting the onset of diseases and negatively impacting both milk production and quality.
In this context, interest in targeted nutritional strategies capable of supporting cows in maintaining oxidative and immune balance has grown. Antioxidants, such as vitamin E, selenium, and zinc, play a fundamental role in this regard, as they participate in cellular defense against free radicals and contribute to membrane stability, liver function, and proper immune response. The combined supplementation of these elements aims not only to improve the overall redox state but also to promote a more efficient metabolism and higher-quality milk.
The primary objective of this thesis was to evaluate the effect of supplementation with antioxidant substances (vitamin E, zinc, and selenium) on the oxidative, metabolic, and productive status of lactating dairy cows. The study was designed to observe, over time, any changes in key blood and production parameters, seeking to understand whether and how supplementation affects metabolism and milk quality.
For the trial, two groups of cows belonging to the same intensive farm were selected, with identical environmental, management, and dietary conditions. The cows were divided into a treated group, fed a feed supplemented with vitamin E, zinc, and selenium, and a control group, which received the same basic ration but without any specific supplementation.
The experimental design was designed to monitor medium- and long-term trends, considering the different stages of lactation. Milk and blood samples were taken at regular intervals to determine key biochemical, productive, and antioxidant parameters. The analyses focused on oxidative status markers, such as plasma vitamin E and total antioxidant capacity (FRAP), metabolic parameters, and milk production parameters.
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The trial allowed us to collect a broad set of data, useful for thoroughly describing the animal's response to antioxidant supplementation. Specifically, the chosen approach allowed us to observe the dynamics of these parameters throughout lactation, distinguishing the immediate effects of supplementation from those that manifest over the long term, highlighting their potential usefulness as a tool for improving animal health, milk quality, and overall production sustainability
Effect of neuromuscular fatigue on contralateral motor learning mediated by action observation : a behavioral and neurophysiological study
No full textDurante l'arco della vita umana, l'osservazione delle azioni altrui rappresenta una chiave di accesso per acquisire, affinare e potenziare le abilità motorie. In contesti ecologici, l'apprendimento motorio si svolge in condizioni complesse, spesso caratterizzate dalla presenza di stati di affaticamento che riguardano segmenti corporei distinti dall'effettore impegnato nell'esecuzione del gesto da apprendere, come l'arto controlaterale. In questo scenario, rimane poco chiaro in che modo la fatica neuromuscolare controlaterale possa interferire con i processi di apprendimento motorio mediati dall’osservazione delle azioni (Action Observation, AO) e con i meccanismi neurofisiologici alla base del trasferimento interemisferico dell’informazione. Il presente studio ha indagato come la contrazione isometrica massimale della mano sinistra influenzi l’apprendimento di un compito di destrezza manuale eseguito con la mano destra, e se l’AOT (Action Observation Training) sia in grado di mitigare tale interferenza. Ventisei partecipanti sani sono stati assegnati a due gruppi: un gruppo AOT, che osservava un attore eseguire una versione modificata del Nine Hole Peg Test (mNHPT) durante l’affaticamento controlaterale, e un gruppo di controllo che osservava un contenuto non motorio (paesaggio). Durante tutto il protocollo sono stati acquisiti parametri corticospinali e interemisferici tramite Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS) (motor evoked potentials - MEPs, periodo silente ipsilaterale - iSP) e indici di fatica muscolare tramite elettromiografia (EMG) (Median Frequency). L’evoluzione della performance è stata monitorata lungo sei ripetizioni consecutive del compito. I risultati comportamentali mostrano che entrambi i gruppi hanno migliorato significativamente la performance lungo le sessioni, senza differenze tra AOT e controllo. Questo dato, in linea con studi recenti condotti in condizioni simili, suggerisce che la fatica neuromuscolare agisca come un fattore interferente capace di attenuare il vantaggio tipicamente osservato con l’AOT in condizioni non affaticate. A livello neurofisiologico, l’apprendimento nell’intera popolazione è risultato associato a un incremento dell’eccitabilità corticospinale, mentre l’inibizione transcallosale non ha mostrato variazioni significative nel tempo. Le analisi di correlazione e regressione hanno però evidenziato pattern distinti tra i due gruppi. Nel gruppo di controllo, una maggiore inibizione transcallosale basale prediceva un minore miglioramento motorio, suggerendo una maggior suscettibilità allo “spill-over” interferenziale dall’emisfero affaticato verso quello impegnato nell’apprendimento. Tale relazione non era presente nel gruppo AOT, indicando che l’osservazione dell’azione potrebbe modulare l’impatto dell’interferenza interemisferica. Inoltre, solo nel gruppo AOT il miglioramento del compito era predetto dalla facilitazione corticospinale indotta dall’AO alla baseline, e solo in questo gruppo una riduzione dell’iSP durante il training era associata a un miglior apprendimento, suggerendo un rimodellamento dinamico dei meccanismi di inibizione interemisferica specifico dell’AOT. Nel complesso, i risultati mostrano che l’apprendimento motorio sotto affaticamento emerge dall’interazione tra processi interferenziali transcallosali e plasticità corticospinale, e suggeriscono che l’AOT, pur non producendo sempre un vantaggio comportamentale immediato, può modulare selettivamente alcuni substrati neurofisiologici critici. Queste evidenze hanno importanti implicazioni sia per la comprensione dei meccanismi neurali che sostengono l’apprendimento motorio in condizioni ecologiche, sia per l’ottimizzazione di protocolli applicati in ambito sportivo, musicale e riabilitativo, soprattutto in contesti caratterizzati da fatica neuromuscolare. Throughout the human lifespan, observing others’ actions serves as a key mechanism for acquiring, refining, and enhancing motor skills. In ecological conditions, motor learning takes place in complex scenarios often characterized by states of fatigue involving body segments distinct from the effector responsible for executing the gesture to be learned, such as the contralateral limb. In this context, it remains unclear how contralateral neuromuscular fatigue may interfere with motor learning processes mediated by Action Observation (AO) and with the neurophysiological mechanisms underlying the interhemispheric transfer of information. The present study investigated how maximal isometric contraction of the left hand influences the learning of a manual dexterity task performed with the right hand, and whether Action Observation Training (AOT) can mitigate such interference. Twenty-six healthy participants were assigned to two groups: an AOT group, who observed an actor performing a modified version of the Nine Hole Peg Test (mNHPT) during contralateral fatigue, and a control group who observed non-motor content (a landscape). Throughout the protocol, corticospinal and interhemispheric parameters were recorded using Transcranial magnetic stimulation (MEPs, iSP), together with muscle-fatigue indices obtained from EMG (Median Frequency). Task performance was monitored across six consecutive repetitions. Behavioral results showed that both groups significantly improved their performance across sessions, with no differences between AOT and control. This finding, consistent with recent studies conducted under similar conditions, suggests that neuromuscular fatigue acts as an interfering factor capable of attenuating the typical behavioral advantage observed with AOT in non-fatigued conditions. At the neurophysiological level, learning across the whole sample was associated with an increase in corticospinal excitability, while transcallosal inhibition did not exhibit significant changes over time. Correlation and regression analyses revealed distinct patterns between the two groups. In the control group, stronger baseline transcallosal inhibition predicted poorer motor improvement, suggesting a greater susceptibility to interference “spill-over” from the fatigued hemisphere to the one involved in learning. This relationship was absent in the AOT group, indicating that action observation may modulate the impact of interhemispheric interference. Moreover, only in the AOT group was task improvement predicted by AO-induced corticospinal facilitation at baseline, and only in this group was a reduction in iSP during training associated with better learning—suggesting a dynamic reorganization of interhemispheric inhibition mechanisms specifically driven by AOT. Overall, the results show that motor learning under fatigue emerges from the interaction between transcallosal interference processes and corticospinal plasticity, and suggest that AOT—although not always yielding an immediate behavioral advantage—can selectively modulate neurophysiological substrates critical for learning. These findings have important implications for understanding the neural mechanisms that support motor learning in ecological settings, as well as for optimizing protocols in sports, music performance, and rehabilitation, particularly in contexts characterized by neuromuscular fatigue.
Study on the perception of social actions in patients with Borderline Personality Disorder
No full textIl Disturbo Borderline di Personalità (Borderline Personality Disorder, BPD) è un disturbo complesso, caratterizzato da notevoli difficoltà nella regolazione emotiva, nelle relazioni interpersonali e nel controllo degli impulsi. Uno degli aspetti esplorati in ambito neuroscientifico riguarda il modo in cui questi pazienti percepiscano le intenzioni e le emozioni degli altri. Uno strumento utile per valutare questo aspetto possono essere le Vitality Forms, ossia la coloritura affettiva data alle azioni, finalizzate a veicolare le informazioni sugli stati interni e sulle intenzioni di chi le esegue. Le ricerche neuroscientifiche hanno evidenziato che la percezione delle Vitality Forms coinvolge aree cerebrali come l’insula-dorso-centrale, nonché il sistema mirror. Nei pazienti affetti da BPD, tuttavia, non è ancora del tutto chiaro se e come queste informazioni vengano elaborate in modo diverso.
Questo studio si propone di approfondire la percezione e l’elaborazione delle Vitality Forms tra individui affetti da questo disturbo.
Nello specifico, l’indagine mira a: confrontare la percezione delle Vitality Forms tra pazienti con disturbo di personalità borderline
e un gruppo di controllo sano; verificare la presenza di un negativity bias nei pazienti con BPD, ovvero la tendenza a interpretare
in modo negativo anche stimoli neutri o ambivalenti.
Per farlo, sono stati reclutati 48 partecipanti, di cui 24 con diagnosi di BPD e 24 controlli sani. La diagnosi è stata effettuata attraverso strumenti clinici e validati. Ai partecipanti è stato poi somministrato un task computerizzato, in cui veniva chiesto di stimare la durata di azioni motorie (gentili e rudi) presentate da sole e accompagnate a comandi vocali congruenti o incongruenti. I risultati hanno mostrato che i partecipanti con BPD tendono a sovrastimare la durata delle azioni osservate (p=.0012) evidenziando la prima differenza rispetto ai controlli. Inoltre, dall’analisi multifattoriale non parametrica è emersa un’interazione significativa tra gruppo e condizione sperimentale (p= .005), indicando che la combinazione tra forma di vitalità e congruenza influisce diversamente nei due gruppi. In particolare, i pazienti hanno mostrato una marcata sovrastima delle azioni gentili, sia nella condizione congruente che incongruente. Questo studio, quindi, intende fornire un contributo utile per comprendere meglio come i pazienti con BPD elaborino le informazioni sociali e per, potenzialmente, sviluppare strategie più mirate per il loro trattamento
Recovery and recycling of lanthanides from permanent magnets: techniques for reuse in innovative applications
No full textQuesta tesi di dottorato esplora nuovi approcci per l'estrazione, la separazione e il riutilizzo funzionale degli elementi delle terre rare, con un focus particolare su neodimio (Nd) e disprosio (Dy) provenienti da magneti permanenti a fine vita. Questi elementi, cruciali per varie applicazioni tecnologiche, presentano sfide significative per il recupero a causa della loro somiglianza chimica. Il lavoro è suddiviso in due sezioni principali, ognuna delle quali affronta una fase diversa del recupero e della funzionalizzazione.
Nella prima parte, la ricerca esamina la progettazione, sintesi e caratterizzazione di ligandi organici specializzati, capaci di complessare selettivamente Nd e Dy. Utilizzando una gamma di ligandi con ambienti di coordinazione variabili, è stato sviluppato un metodo di precipitazione selettiva, migliorando la sostenibilità economica e ambientale del processo di separazione. I ligandi sono stati sintetizzati attraverso la condensazione di tren o 1,3-diaminopropanolo con derivati salicilaldeidici funzionalizzati, ottenendo ligandi Schiff-base epta- e penta-dentati. La successiva riduzione di queste basi di Schiff ha prodotto una struttura di ligando più stabile, adatta a condizioni di lavorazione più severe. Questa parte della tesi fornisce una base per una separazione efficace delle terre rare, ottimizzando la solubilità e la stabilità dei complessi metallo-ligando.
La seconda parte sviluppa materiali a base di lantanidi con potenziali applicazioni biomediche. Utilizzando ioni di Nd e Dy recuperati, sono stati sintetizzati complessi 12-metallocorona-4 (12-MC-4) dimerici, trimerici e tetramerici per un potenziale utilizzo in bio-imaging e/o terapia mirata. L’assemblaggio di questi complessi ha coinvolto il collegamento di unità monomeriche 12-MC-4 con ligandi dicarbossilici con diversi angoli di legame per formare strutture adatte a studi di fluorescenza e stabilità. La funzionalizzazione con cromofori a base di NBD ha permesso di ottenere luminescenza a lunghezze d'onda visibili, rendendo questi materiali adatti come sonde fluorescenti. Inoltre, le metallocorone sono state modificate con biotina per consentire l'interazione selettiva con la streptavidina, utile per l'imaging tumorale mirato. Questa tesi sottolinea la fattibilità di un approccio coordinato al recupero e alla funzionalizzazione delle terre rare, avanzando nel campo del riciclo sostenibile e ampliando l'ambito delle applicazioni biomediche per i materiali recuperatiThis PhD thesis explores novel approaches for the extraction, separation, and functional reuse of rare earth elements, focusing particularly on neodymium (Nd) and dysprosium (Dy) from end-of-life permanent magnets. These elements, crucial for various technological applications, present significant recovery challenges due to their chemical similarity. The work is divided into two principal sections, each addressing a different phase of recovery and functionalization. In the first part, the research examines the design, synthesis, and characterization of specialized organic ligands capable of selectively complexing Nd and Dy. By utilizing a range of ligands with varied coordination environments, a selective precipitation method was developed, enhancing both the economic and environmental sustainability of the separation process. Ligands were synthesized through the condensation of tren or 1,3-diaminopropanol with functionalized salicylaldehyde derivatives, yielding heptadentate and pentadentate Schiff-base ligands. Subsequent reduction of these Schiff bases produced a more stable ligand structure suitable for harsher processing conditions. This part of the thesis provides a foundation for effective rare-earth separation by optimizing the solubility and stability of the metal-ligand complexes. The second part develops lanthanide-based materials aimed at biomedical applications. Using recovered Nd and Dy ions, dimeric, trimeric, and tetrameric 12-metallacrown-4 (12-MC-4) complexes were synthesized for potential use in bio-imaging and/or targeted therapy. The assembly of these complexes involved linking monomeric 12-MC-4 units with dicarboxylic ligands with different angle bond to form structures suited for fluorescence and stability studies. Functionalization with NBD-based chromophores enabled luminescence at visible wavelengths, making these materials suitable as fluorescent probes. Additionally, metallacrowns were modified with biotin to allow selective interaction with streptavidin, useful for targeted tumor imaging. This thesis underscores the viability of a coordinated approach to rare-earth recovery and functionalization, advancing the field of sustainable recycling while expanding the scope of biomedical applications for recovered materials
Ultrasonographic monitoring of the reproductive cycle in testudo Hermanni over a five-month observation period
No full textTestudo hermanni è una delle specie più emblematiche della fauna mediterranea. Un tempo ampiamente diffusa, oggi la sua presenza è frammentata e sottoposta a intense pressioni antropiche; per questo motivo è stata classificata come “Vulnerabile” dalla IUCN. In tale contesto, lo studio della fisiologia riproduttiva riveste un ruolo cruciale, non solo per approfondire la conoscenza della biologia della specie, ma anche per sviluppare strategie di gestione e conservazione più mirate ed efficaci.
L’obiettivo di questo studio è quello di monitorare ecograficamente le gonadi in esemplari adulti di T. hermanni di entrambi i sessi, al fine di descrivere l’andamento stagionale dell’attività riproduttiva, un aspetto ancora poco documentato in letteratura. Lo studio include 25 esemplari di Testudo hermanni hermanni clinicamente sani (12 femmine e 13 maschi). Per ciascun soggetto sono stati monitorati, con cadenza mensile, il peso corporeo e la lunghezza curva del carapace. Nei maschi sono state valutate le dimensioni e le caratteristiche ecografiche dei testicoli, mentre nelle femmine sono stati esaminati le dimensioni, il numero e l’ecogenicità dei follicoli ovarici, nonché l’eventuale presenza di uova.
Nei maschi è stato osservato un aumento delle dimensioni testicolari in primavera, seguito da una riduzione nei mesi successivi, confermando un ciclo gonadico annuale di tipo post-nuziale. Nelle femmine i follicoli hanno mostrato variazioni morfologiche ed ecografiche coerenti con i diversi stadi del ciclo follicolare, mentre la presenza di uova è stata rilevata solo in alcuni momenti della stagione riproduttiva, con un picco osservato nei mesi primaverili e una progressiva riduzione fino alla completa assenza nel periodo estivo. Le analisi biometriche hanno inoltre evidenziato differenze significative tra maschi e femmine, con queste ultime mediamente più grandi e pesanti.
Dal punto di vista metodologico, l’ecografia si è dimostrata uno strumento valido, sicuro e ripetibile per lo studio della fisiologia riproduttiva nei cheloni, pur con il limite rappresentato dalla difficoltà di visualizzare completamente l’ovaio. I risultati ottenuti contribuiscono a colmare una lacuna conoscitiva sulla riproduzione di T. hermanni e costituiscono una base utile sia per ottimizzare la gestione in cattività, favorendo il successo riproduttivo, sia per migliorare le strategie di conservazione della specie.Testudo hermanni is one of the most emblema琀椀c species of Mediterranean fauna. Once widely
distributed, its current range is fragmented and subjected to strong anthropogenic pressures; for
this reason, it has been classi昀椀ed as <Vulnerable= by the IUCN. In this context, the study of
reproduc琀椀ve physiology plays a crucial role, not only to advance the understanding of the species’
biology but also to support the development of more targeted and e昀昀ec琀椀ve management and
conserva琀椀on strategies.
The aim of this study was to monitor the gonads of adult T. hermanni of both sexes by means of
ultrasonography, in order to describe the seasonal pa琀琀ern of reproduc琀椀ve ac琀椀vity, an aspect s琀椀ll
poorly documented in the literature. The study included 25 clinically healthy specimens of
Testudo hermanni hermanni (12 females and 13 males). For each individual, body weight and
curved carapace length were recorded monthly. In males, the size and ultrasonographic
characteris琀椀cs of the testes were evaluated, while in females the size, number, and echogenicity
of ovarian follicles, as well as the possible presence of eggs, were assessed.
In males, tes琀椀cular size increased during spring and decreased in the following months,
con昀椀rming an annual post-nup琀椀al gonadal cycle. In females, follicles showed morphological and
ultrasonographic varia琀椀ons consistent with the di昀昀erent stages of the follicular cycle, while the
presence of eggs was detected only during certain phases of the reproduc琀椀ve season, with a peakin spring and a progressive reduc琀椀on un琀椀l complete absence in summer. Biometric analyses also
revealed signi昀椀cant sexual dimorphism, with females being on average larger and heavier than
males.
From a methodological perspec琀椀ve, ultrasonography proved to be a reliable, safe, and repeatable
tool for inves琀椀ga琀椀ng reproduc琀椀ve physiology in chelonians, although its e昀昀ec琀椀veness is limited
by the di昀케culty in fully visualizing the ovary. The 昀椀ndings of this study contribute to 昀椀lling a
knowledge gap regarding the reproduc琀椀on of T. hermanni and provide a useful basis both for
op琀椀mizing cap琀椀ve management, thereby enhancing reproduc琀椀ve success, and for improving
conserva琀椀on strategies for the species
Novel Fluorescent Molecular Probes and Peptide-Drug Conjugates Targeting Integrin αvβ6 towards Precise Imaging and Treatment of Pulmonary Fibrosis
No full textDuring my Ph.D. studies, I mainly focused on the design and synthesis of targeted covalent conjugates that incorporate cyclopeptides selectively targeting αvβ6 integrins. These conjugates include various types of linkers, both cleavable and non-cleavable, as well as payloads with diverse functions. These payloads comprised molecules intended for applications either in molecular imaging, or therapeutic fields. One domain of particular interest was the idiopathic pulmonary fibrosis, for which a clear correlation between αvβ6 integrin overexpression, transforming growth factor TGF-b overactivation, and fibrotic response enhancement has been widely recognized. We sought to develop small collections of αvβ6 integrin-targeted fluorescent molecular probes and peptide-drug conjugates (PDCs), with the final aim of evaluating their behavior in both in vitro and in vivo αvβ6 integrin-overexpressing pulmonary fibrosis models.
Chapter 2 introduces the overall domain of integrins and, in particular, αvβ6 integrins; then, it is disclosed the rationale behind the development of covalent conjugates, with special emphasis on peptide-drug conjugates and peptide-fluorescent probe conjugates. In both cases, some examples on either cleavable or non-cleavable linkers are exposed. Chapter 2 finishes with the description of integrin-targeted conjugates which have been already developed over the years.
During these years we focused firstly on the development of two small collections of αvβ6 integrin targeted fluorescent probes. Indeed, traditional methods for studying integrin function, such as antibody-based techniques, have limitations in terms of specificity, sensitivity, real-time monitoring capabilities, and additional issues also arise in terms of the ability to access to the stiff fibrotic tissues. For these reasons the need for the development of different approaches rose. By developing fluorescent probes specifically targeted towards αvβ6 integrin, we wanted firstly to evaluate the behavior and the selectivity of our cyclopeptides in vitro, trying to track integrin internalization, recycling, and trafficking in response to cellular signals. Moreover, we aimed to put the basis for developing further probes able to monitor the progress of the IPF disease in vivo. This last objective rose because IPF is directly correlated with αvβ6 integrin. In particular, the designed fluorescent conjugates feature a cyclopeptide moiety, intended to selectively target the αvβ6 integrin, a robust non-cleavable linker, and different kind of fluorescent moieties. The choice to incorporate different kinds of fluorophores was based on the possibility to differentiate the probes for in vitro and in vivo application.
In Chapter 3, the selected fluorophore for our conjugates is the popular cyanine 5, featuring absorption and emission wavelengths of 651 nm and 670 nm, respectively. This fluorophore was chosen due to its favorable optical properties.
In Chapter 4, given the need for simple, rapid, and effective diagnostic tools to study and assess pulmonary fibrosis, we proposed a near-infrared (NIR) fluorophore, the ZW800-1, as the active imaging unit of our conjugates. This fluorophore, whose wavelengths of absorption and emission fall into the NIR-I region, has superior properties compared to other NIR-I emitting fluorophores, largely thanks to its zwitterionic character. This unique feature enhances its stability, reduces non-specific binding, and improves overall imaging quality, making it more effective for in vivo applications. In general, with this approach, we aimed to monitor the progression of fibrosis in a pulmonary fibrosis mouse model and potentially, in the future, to monitor tumor progression as well.
In Chapter 5, our work was aimed at the development of new peptide-drug conjugates connected by cleavable linkers. In particular, we proposed a series of novel PDCs, whereby a αvβ6 integrin-targeting cyclopeptide and a nintedanib-based moiety are connected by MMP2-cleavable linkers. The rationale underlying this approach is that, it would be possible for the targeted PDCs to selectively address the fibrotic lung tissue intact, they could be subsequently cleaved in the extracellular environment by overexpressed proteases such as MMP2, thus releasing the nintedanib-based drug and allowing its diffusion in both αvβ6-positive and αvβ6-negative cells.
Finally, in Chapter 6, we describe a project to which I had the opportunity to participate during my six months-long secondment at the University of Edinburgh, at the Institute of the Regeneration and Repair in Scotland, under the supervision of Prof. Marc Vendrell Escobar and co-supervision of researchers Dr. Abigail Eleonor Rease and Dr. Fabio de Moliner. There, I worked on biosensor development, in particular in the ribosome-mediated incorporation of fluorescent amino acids into small proteins. The primary goal of this project was to screen a small library of newly synthesized amino acids, each containing the same fluorogenic fluorophore, but featuring linkers of varying lengths. In the next future, after this screening, we would like to apply the best-performing amino acid towards the construction of biosensors targeting the NorA efflux pump to detect the presence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus, thereby advancing our understanding of antibiotic resistance mechanisms.