Le microplastiche sono un pericolo ambientale presente quasi ovunque sulla Terra, rilasciato dalla rottura di pneumatici, indumenti e imballaggi di plastica. Un’altra fonte significativa di microplastiche sono le minuscole perle che vengono aggiunte ad alcuni detergenti, cosmetici e altri prodotti di bellezza.
Nel tentativo di eliminare alcune di queste microplastiche alla fonte, i ricercatori del MIT hanno sviluppato una classe di materiali biodegradabili che potrebbero sostituire le perle di plastica ora utilizzate nei prodotti di bellezza. Questi polimeri si scompongono in zuccheri e amminoacidi innocui.
“Un modo per mitigare il problema delle microplastiche è capire come ripulire l’inquinamento esistente. Ma è altrettanto importante guardare avanti e concentrarsi sulla creazione di materiali che non generino microplastiche”, afferma Ana Jaklenec, ricercatrice principale. presso il Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT.
Queste particelle potrebbero trovare anche altre applicazioni. Nel nuovo studio, Jaklenec e i suoi colleghi hanno dimostrato che le particelle potrebbero essere utilizzate per incapsulare nutrienti come la vitamina A. Fortificare gli alimenti con vitamina A incapsulata e altri nutrienti potrebbe aiutare alcuni dei 2 miliardi di persone in tutto il mondo che soffrono di carenze nutrizionali.
Jaklenec e Robert Langer, professore del MIT Institute e membro del Koch Institute, sono gli autori senior dello studio, apparso oggi su Ingegneria Chimica della Natura. L’autore principale dell’articolo è Linzixuan (Rhoda) Zhang, uno studente laureato del MIT in ingegneria chimica.
Plastiche biodegradabili
Nel 2019, Jaklenec, Langer e altri hanno segnalato un materiale polimerico che hanno dimostrato potrebbe essere utilizzato per incapsulare la vitamina A e altri nutrienti essenziali. Hanno anche scoperto che le persone che consumavano pane fatto con farina arricchita con ferro incapsulato mostravano livelli di ferro aumentati.
Tuttavia, da allora, l’Unione Europea ha classificato questo polimero, noto come BMC, come microplastica e lo ha incluso in un divieto entrato in vigore nel 2023. Di conseguenza, la Fondazione Bill e Melinda Gates, che ha finanziato la ricerca originale, ha chiesto al team del MIT se potevano progettare un’alternativa che fosse più rispettosa dell’ambiente.
I ricercatori, guidati da Zhang, si sono rivolti a un tipo di polimero che il laboratorio di Langer aveva precedentemente sviluppato, noto come poli (beta-ammino esteri). Questi polimeri, che si sono rivelati promettenti come veicoli per il rilascio di geni e altre applicazioni mediche, sono biodegradabili e si scompongono in zuccheri e amminoacidi.
Modificando la composizione degli elementi costitutivi del materiale, i ricercatori possono ottimizzare proprietà come l’idrofobicità (capacità di respingere l’acqua), resistenza meccanica e sensibilità al pH. Dopo aver creato cinque diversi materiali candidati, il team del MIT li ha testati e ne ha identificato uno che sembrava avere la composizione ottimale per le applicazioni microplastiche, inclusa la capacità di dissolversi se esposto ad ambienti acidi come lo stomaco.
I ricercatori hanno dimostrato che potrebbero usare queste particelle per incapsulare la vitamina A, così come la vitamina D, la vitamina E, la vitamina C, lo zinco e il ferro. Molti di questi nutrienti sono suscettibili al calore e alla degradazione della luce, ma una volta racchiusi nelle particelle, i ricercatori hanno scoperto che i nutrienti potevano resistere all’esposizione all’acqua bollente per due ore.
Hanno inoltre dimostrato che, anche dopo essere state conservate per sei mesi ad alta temperatura e elevata umidità, più della metà delle vitamine incapsulate erano intatte.
Per dimostrare il loro potenziale nel fortificare il cibo, i ricercatori hanno incorporato le particelle nei cubetti di brodo, comunemente consumati in molti paesi africani. Hanno scoperto che, una volta incorporati nel brodo, i nutrienti rimanevano intatti dopo essere stati bolliti per due ore.
“Il brodo è un ingrediente base nell’Africa sub-sahariana e offre una significativa opportunità per migliorare lo stato nutrizionale di molti miliardi di persone in quelle regioni”, afferma Jaklenec.
In questo studio, i ricercatori hanno anche testato la sicurezza delle particelle esponendole a cellule intestinali umane in coltura e misurando i loro effetti sulle cellule. Alle dosi che sarebbero state utilizzate per fortificare il cibo, non hanno riscontrato danni alle cellule.
Migliore pulizia
Per esplorare la capacità delle particelle di sostituire le microsfere che vengono spesso aggiunte ai detergenti, i ricercatori hanno mescolato le particelle con schiuma di sapone. Questa miscela, hanno scoperto, potrebbe rimuovere il pennarello permanente e l’eyeliner waterproof dalla pelle in modo molto più efficace del solo sapone.
I ricercatori hanno scoperto che il sapone mescolato con la nuova microplastica era anche più efficace di un detergente che include microsfere di polietilene. Hanno anche scoperto che le nuove particelle biodegradabili riuscivano ad assorbire meglio elementi potenzialmente tossici come i metalli pesanti.
“Volevamo usarlo come primo passo per dimostrare come sia possibile sviluppare una nuova classe di materiali, espandersi dalle categorie di materiali esistenti e quindi applicarla a diverse applicazioni”, afferma Zhang.
Con un finanziamento di Estée Lauder, i ricercatori stanno ora lavorando per testare ulteriormente le microsfere come detergenti e potenzialmente altre applicazioni, e prevedono di eseguire un piccolo test sull’uomo entro la fine dell’anno. Stanno anche raccogliendo dati sulla sicurezza che potrebbero essere utilizzati per richiedere la classificazione GRAS (generalmente considerata sicura) dalla Food and Drug Administration statunitense e stanno pianificando una sperimentazione clinica di alimenti arricchiti con le particelle.
I ricercatori sperano che il loro lavoro possa aiutare a ridurre significativamente la quantità di microplastica rilasciata nell’ambiente dai prodotti per la salute e la bellezza.
“Questa è solo una piccola parte del più ampio problema delle microplastiche, ma come società stiamo iniziando a riconoscere la gravità del problema. Questo lavoro rappresenta un passo avanti nell’affrontarlo”, afferma Jaklenec. “I polimeri sono incredibilmente utili ed essenziali in innumerevoli applicazioni nella nostra vita quotidiana, ma presentano degli svantaggi. Questo è un esempio di come possiamo ridurre alcuni di questi aspetti negativi.”
La ricerca è stata finanziata dalla Fondazione Gates e dalla National Science Foundation statunitense.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
