Alginato è un polisaccaride di origine naturale estratto principalmente da alghe brune, apprezzato per la sua biocompatibilità e proprietà gelificanti.

Struttura Chimica

L’alginato è composto da catene lineari di residui di acido β-D-mannuronico (M) e acido α-L-guluronico (G) legati da legami glicosidici 1→4. La proporzione relativa e la distribuzione sequenziale delle unità M e G — organizzate in blocchi omopolimerici MM, blocchi GG o regioni eteropolimeriche MG — determinano il suo comportamento fisico-chimico. Un alto contenuto di G favorisce la formazione di gel più forti attraverso il modello “egg-box” durante il reticolamento con cationi divalenti come il calcio.

Il rapporto M/G, che tipicamente varia da 0,3 a 3,0 a seconda della fonte algale, influenza significativamente la solubilità, la viscosità e la resistenza meccanica dell’alginato, rendendolo un biomateriale regolabile per diverse applicazioni.

Estrazione e Proprietà

L’alginato viene estratto da macroalghe brune come specie di Laminaria e Ascophyllum mediante trattamento alcalino con idrossido di sodio, seguito da precipitazione come acido alginico o conversione in alginato di sodio. Questo processo produce un polimero ad alto peso molecolare con proprietà reologiche favorevoli.

Le soluzioni di alginato presentano un’alta viscosità e gelificano rapidamente in presenza di Ca²⁺ o altri ioni divalenti. Gli idrogeli di alginato di sodio sono biocompatibili, biodegradabili, non tossici e non immunogeni nella forma purificata. Sebbene la stabilità del gel diminuisca in condizioni acide, l’alginato mostra anche attività antiossidante inibendo la perossidazione lipidica.

Applicazioni Biomediche

Gli idrogeli di alginato sono ampiamente utilizzati in applicazioni biomediche, in particolare come scaffold nell’ingegneria tissutale per la guarigione delle ferite, la riparazione della cartilagine e la rigenerazione ossea. La loro struttura porosa supporta l’adesione cellulare, la proliferazione e la diffusione dei nutrienti, consentendo il rilascio controllato di farmaci e fattori di crescita.

Nei sistemi di drug delivery, l’alginato è impiegato per incapsulare agenti terapeutici a rilascio prolungato, formare zattere gastroprotettive per il trattamento del reflusso e immobilizzare cellule in immunoterapia e bioprocessi. L’approvazione FDA e la bassa immunogenicità ne hanno ampliato l’uso in gel iniettabili e terapie avanzate contro il cancro.