Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Filler facciali elastici ispirati agli insetti saltatori potrebbero essere presto disponibili

Un’incredibile elasticità consente alle pulci di saltare e alle mosche di battere le ali 600 volte al secondo. Un polimero elastico (elastomero) prodotto utilizzando soltanto un piccolo frammento della proteina naturale, la resilina, renderà quest’elasticità disponibile per svariate applicazioni a prezzi competitivi.

Ricerca di base
Salute

La resilina è una proteina naturale simile alla gomma dotata di incredibile elasticità fondamentale per i sistemi di volo e salto degli insetti. Di norma, è disordinata; in risposta a stress, diventa organizzata ed elastica. Di recente, un team di scienziati ha scoperto di poter replicare questo comportamento utilizzando soltanto una piccola parte del peptide originale. Il progetto MINIRES, finanziato dall’UE, ha consentito loro di aprire la strada a una produzione su larga scala di innovativi bioelastomeri per i settori della plastica, biomedico e della cura della persona a un costo nettamente inferiore di quello attuale.

Ridurre l’elasticità gommosa degli insetti a svariati amminoacidi

Gli alogeni includono la fluorina, la clorina, il bromo e la iodina. La sostituzione di un idrogeno con un alogeno (alogenazione) è una reazione molto importante in chimica organica. Nell’ultimo decennio, il suo ruolo nella produzione di biogel ha catturato un’attenzione crescente. Il coordinatore del progetto Pierangelo Metrangolo del Politecnico di Milano spiega: «Ci siamo concentrati su un’unità ripetitiva ben conservata di sette amminoacidi nella resilina. Attraverso un’alogenazione strategica di questa unità con due bromi, abbiamo dimostrato l’insorgenza di un comportamento viscoelastico che somiglia a quello della proteina intera e che non si osserva nel peptide naturale». Questa alogenazione ha portato a una sistemazione più organizzata del peptide, che ha poi consentito la formazione da parte di quest’ultimo di fibrille che si sono tradotte in un denso idrogel. Il gel, formato da eptapeptidi, ha mostrato proprietà viscoelastiche e autorigeneranti simili a quelle della resilina intera.

Ridurre il costo e la complessità della produzione

Metrangolo prosegue: «Gli elastomeri disponibili attualmente in commercio sono polimeri grandi e complessi la cui elasticità dipende da legami covalenti tra subunità, di solito introdotte da reazioni chimiche o da reazioni chimiche indotte dalla luce. Nel nostro peptide molto piccolo, dipendiamo da legami incrociati fisici creati sfruttando atomi alogeni come siti «appiccicosi». Questa semplice struttura molecolare è facile ed economica da produrre». Gli scienziati hanno ampliato la sintesi del peptide dalla scala di laboratorio a quella da 10 grammi a un costo previsto 100 volte minore di quello della produzione della proteina intera.

Un mondo di opportunità

MINIRES ha portato a un brevetto per la tecnologia. Il team ha individuato tre importanti opportunità di mercato: le iniezioni di filler facciali e i prodotti per la cura dei capelli, gli elastomeri termoplastici, e la biomedicina. Il settore dei prodotti organici di cura della persona e cosmetici dovrebbe raggiungere 19,8 miliardi di dollari entro il 2022, dei quali i prodotti per la cura della pelle rappresentano più del 30 %, seguiti dai prodotti per la cura dei capelli. La fortuita scoperta che il peptide bromurato previene i danni degli UVA aumenta la sua attrattiva per la cura della pelle. Le proprietà superiori e il basso costo dei gel di MINIRES potrebbero far diventare il gruppo un leader globale nell’enorme mercato dei polimeri termoplastici. Infine, i peptidi MINIRES potrebbero essere impiegati in dispositivi medici e biostrutture. Anche se MINIRES si è concluso, l’innovazione e la scoperta sono fiorenti. «Nel corso del progetto, abbiamo anche scoperto che il nostro peptide bromurato può essere combinato con successo con altre macromolecole biologiche. Nuovi materiali ibridi con prestazioni migliorate e proprietà personalizzate saranno oggetto di ricerche future», dichiara Metrangolo. Il team ha da poco vinto la sfida di innovazione Switch2Product 2017 che fornisce sostegno per portare sul mercato idee innovative e adesso Metrangolo sta accelerando il processo per fornire macromolecole innovative di ispirazione biologica con proprietà affinate per applicazioni specifiche.

Parole chiave

MINIRES, peptide, proteina, elastico, elasticità, polimero, resilina, amminoacido, bromo, alogeno, biologico, elastomero, termoplastico, cosmetico, autoassemblaggio, biogel, bromurazione

Scopri altri articoli nello stesso settore di applicazione