Chitosano: una panoramica sul polisaccaride
Il chitosano è un polisaccaride lineare costituito da D-glucosammina e N-acetil-D-glucosammina legate tramite legami β-(1→4) glicosidici. Questo composto, uno dei polisaccaridi più diffusi sulla Terra e un copolimero cationico naturale, deriva dalla deacetilazione alcalina della chitina, un polisaccaride presente negli esoscheletri di crostacei, insetti e pareti cellulari fungine.
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Struttura e applicazioni del chitosano
La struttura del chitosano presenta una composizione unica, che lo rende oggetto di intensi studi scientifici grazie alle sue proprietà biocompatibili, non tossiche, biodegradabili, antibatteriche e antiossidanti. Queste caratteristiche lo rendono un materiale di interesse nell’industria farmaceutica, dove viene impiegato nella produzione di pastiglie a rilascio controllato, come potenziatore dell’assorbimento del gel e nella formulazione di prodotti cicatrizzanti e di micro/nanoparticelle.
Chitosano e le variazioni di pH
Dal punto di vista chimico, il chitosano si comporta come una polibase debole con un pKa intorno a 6.5. A pH più bassi si presenta in forma protonata, rendendolo solubile, mentre a valori di pH più alti il gruppo amminico si deprotona, diventando poco solubile. Questa variabilità di carica in funzione del pH influisce sulle interazioni del chitosano con altre molecole, con implicazioni sia nella formazione di polielettroliti che nel rilascio intracellulare di molecole biologiche.
Biopolimeri e sostenibilità
Il chitosano rappresenta un importante biopolimero derivato dai rifiuti dell’industria ittica, trasformando i gusci di crostacei in un materiale economico e versatile. Grazie alla presenza di gruppi amminici, il chitosano possiede diverse proprietà che lo rendono adatto per diverse applicazioni industriali, tra cui recentemente come materiale di imballaggio alimentare antimicrobico biodegradabile, in alternativa ai tradizionali materiali plastici non biodegradabili.
Inoltre, per migliorare le proprietà del chitosano, sono state sviluppate strategie che includono l’utilizzo di plastificanti e agenti reticolanti per incrementarne le performance e le possibilità di impiego per nuove applicazioni compatibili con l’ambiente.Il Chitosano è un polimero versatile che può essere arricchito con nanoparticelle, oli essenziali e altri materiali naturali o sintetici per migliorarne le proprietà. Uno degli utilizzi interessanti del Chitosano arricchito è la produzione di materiali in grado di prevenire la formazione di biofilm batterici, che rappresentano una minaccia per la salute pubblica data la loro resistenza agli antibiotici una volta formati.
Applicazioni antibatteriche
Recenti studi hanno dimostrato che l’incorporazione di una struttura organometallica a base di rame in una matrice di chitosano può efficacemente prevenire la formazione di biofilm batterici. Questa scoperta potrebbe rappresentare un passo avanti nella lotta contro le infezioni batteriche resistenti agli antibiotici. Inoltre, il Chitosano arricchito con nanoparticelle d’argento si è dimostrato efficace nel combattere la malaria, uccidendo larve e pupe di zanzara responsabili della trasmissione della malattia. Questa soluzione è sicura anche per i predatori naturali delle zanzare, come i pesci rossi, offrendo un approccio sostenibile alla prevenzione della malaria.
Diversi utilizzi del Chitosano
Il Chitosano viene impiegato in numerosi settori, tra cui quello biomedico, agricolo e nel trattamento delle acque. Le sue applicazioni si estendono anche a settori come l’industria cosmetica, tessile, elettronica, carta e alimentare. Le bioplastiche realizzate con Chitosano offrono un’alternativa sostenibile alle plastiche convenzionali, poiché sono biodegradabili e compostabili. Queste bioplastiche possono essere impiegate in diversi contesti, come imballaggi alimentari, prodotti monouso, dispositivi medici e cosmetici, contribuendo a ridurre l’impatto ambientale delle plastiche a base di petrolio.
Nonostante i vantaggi offerti dalle bioplastiche a base di Chitosano, vi sono ancora sfide da affrontare, come la riduzione dei costi di produzione e il miglioramento delle proprietà meccaniche. Tuttavia, il continuo sviluppo in questo settore promette di rendere le bioplastiche a base di Chitosano una soluzione sempre più competitiva sul mercato.
