Un’introduzione al destrano come polimero naturale idrofilo
Il destrano è un polimero naturale idrofilo derivante dal D-glucosio e appartiene al gruppo dei glucani. Fu il chimico tedesco Carl Wilhelm Bernhard Scheible nel 1874 a coniare il nome per questo composto, dimostrando che si tratta di un carboidrato destrogiro con formula (C6H10O6)n, capace di ruotare a destra la luce polarizzata. È presente come prodotto microbico nel vino, nella placca dentale e negli scarti vegetali.
Indice Articolo
Struttura del destrano
Il destrano è composto da una catena lineare di molecole di D-glucosio legate da legami α-(1→6), con possibili ramificazioni di D-glucosio legate da legami α-(1→4), α-(1→3) o α-(1→2). Ha un peso molecolare che può essere basso (<40 kDa) o alto (>40 kDa), a seconda delle ramificazioni e del ceppo produttore.
Ottenimento del destrano
Il destrano è una sostanza polimerica extracellulare secreta da microrganismi. Viene prodotto tramite fermentazione ad opera dei batteri Leuconostoc mesenteroides e altri batteri lattici. Questi batteri utilizzano l’enzima glucansucrasi per convertire il saccarosio in glucosio e fruttosio. Il glucosio viene aggiunto alla catena del glucano in crescita. La fermentazione può avvenire anche in presenza di Gluconobacter che convertono le maltodestrine in destrano grazie alla destrina destranasi, un enzima dalla classe delle transferasi.
Produzione industriale del destrano
Nell’industria, il destrano si ottiene attraverso la coltura di Leuconostoc mesenteroides in un mezzo contenente saccarosio, trattato con estratti di lievito di malto, caseina, peptone e triptone, oltre a piccole quantità di calcio e fosfato. Durante la fermentazione, il pH scende da 7 a 5 a causa della formazione di acido lattico, per cui vengono aggiunti tensioattivi non ionici per mantenere la stabilità dei batteri e dei loro enzimi.
Proprietà del destrano
Le variazioni nelle proprietà del destrano, dovute al peso molecolare e alle ramificazioni, influenzano la reattività e la solubilità del polimero. Tuttavia, indipendentemente dal grado di solubilità, il destrano è un importante biomateriale utilizzato in diverse applicazioni industriali e biomediche.
Applicazioni Cliniche del Destrano
Il destrano è un polimero sintetico con la capacità di formare idrogel quando viene incorporata una grande quantità di acqua. Questa sostanza, disciolta in una soluzione fisiologica con una concentrazione intorno al 6%, mostra una pressione colloido-osmotica e una viscosità simili a quelle del sangue umano.
Usi in Medicina
Il destrano trova numerose applicazioni cliniche in diversi ambiti della medicina, come ad esempio in anestesiologia, chirurgia e radiologia. Uno dei suoi impieghi più noti è quello come marcato con tecnezio Tc-99m per la medicina nucleare. Viene somministrato per via endovenosa per la risonanza magnetica o scintigrafia e come agente di contrasto per diagnosticare condizioni come aneurismi ventricolari e versamenti pericardici.
Grazie alla sua elevata biocompatibilità, il destrano è utilizzato come espansore di volume plasmatico. Questo significa che viene impiegato per aumentare il volume di liquidi circolanti nei vasi sanguigni, ad esempio in situazioni in cui una grande quantità di sangue è stata persa.
Benefici Cardiovascolari
Espandendo il volume del sangue, il destrano contribuisce ad aumentare la gittata cardiaca e il flusso sanguigno, consentendo ai globuli rossi di circolare più efficacemente nella microvascolarizzazione degli organi terminali. Inoltre, l’utilizzo di destrano può ridurre il rischio di complicanze vascolari come la trombosi, poiché mostra effetti antitrombotici legandosi alle piastrine, agli eritrociti e all’endotelio vascolare per ridurre l’aggregazione e l’adesività.
Applicazioni in Chirurgia Oculistica
Nel campo della chirurgia oculistica, il destrano viene utilizzato in soluzione insieme alla riboflavina per preparare interventi mirati alla cura del cheratocono. La combinazione di queste sostanze può offrire benefici significativi durante le procedure oftalmiche.
In conclusione, il destrano si conferma come un composto versatile con molteplici utilizzi in campo medico, grazie alle sue proprietà biocompatibili e alle sue capacità di migliorare diverse condizioni cliniche.
