Che cos'è l'alginato di sodio CAS#9005-38-3 e quali sono le sue funzioni?

L'alginato di sodio, noto anche come colla di alghe o algina bruna, è un polimero polisaccaridico naturale ad alto peso molecolare derivato da alghe e kelp attraverso una serie di processi di scambio ionico, tra cui digestione, filtrazione, sbiancamento, calcificazione, decalcificazione, neutralizzazione e trasformazione.

Questo polisaccaride polianionico naturale, estratto dalle alghe brune, forma una soluzione altamente viscosa quando disciolto in acqua e può rapidamente formare un gel in condizioni blande. È noto per la sua eccellente biocompatibilità e la sua resistenza alla degradazione da parte di specifici enzimi presenti nell'organismo umano, il che lo rende un materiale promettente nel campo dell'ingegneria tissutale.

Prodotti per iniezione diretta di alginato di sodio

1. Materiali per il trattamento dell'insufficienza cardiaca
Nel 2012, i pazienti cardiovascolari erano 290 milioni, di cui 4,5 milioni affetti da insufficienza cardiaca. Molte malattie cardiovascolari possono portare allo scompenso cardiaco, che ha un tasso di sopravvivenza a cinque anni paragonabile a quello del cancro. I materiali alginati per il trattamento dello scompenso cardiaco stanno guadagnando attenzione come nuovo focus di ricerca a livello internazionale. Due prodotti esteri sono entrati in sperimentazione clinica, mentre la ricerca e lo sviluppo nazionali sono ancora nelle fasi iniziali.

2. Trasportatori di farmaci e sostanze attive
Grazie al suo eccellente profilo di biosicurezza, l'alginato di sodio svolge un ruolo cruciale nella ricerca sui vettori farmacologici e sugli idrogel intelligenti. L'alginato di sodio e i suoi derivati possono essere sviluppati in nanovettori per il trasporto di una varietà di farmaci, tra cui piccole molecole, geni e proteine. La ricerca in questo campo è vasta e in crescita.

3. Materiali per la chirurgia estetica e plastica
L'alginato di sodio offre un'eccellente biocompatibilità e non si degrada attraverso specifici enzimi presenti nel corpo umano, consentendogli di rimanere in sicurezza nell'organismo per periodi prolungati. Il gel di alginato di calcio è comunemente utilizzato negli interventi di aumento del seno e dei glutei, così come in altre applicazioni di chirurgia plastica.

Agente embolico alginato

Trattamento interventistico del tumore
L'alginato, come materiale embolico, offre vantaggi distintivi rispetto ad altre sostanze comunemente utilizzate come la spugna di gelatina, le particelle di alcol polivinilico (PVA) e le microsfere acriliche (TAGM). È più stabile, più sicuro e più facile da funzionalizzare. Le microsfere di alginato sono utilizzate come agenti embolici nei trattamenti interventistici dal 2002. Attualmente, oltre 20 ospedali terziari in città come Guangzhou, Tianjin, Shanghai e Yantai hanno adottato questo metodo, trattando con successo decine di migliaia di pazienti, in particolare nel trattamento del cancro al fegato e dei tumori ginecologici, dimostrandone il potenziale promettente.

Emostasi embolica
Le microsfere di alginato sono altamente efficaci nell'emostasi arteriosa, garantendo risultati significativi in vari scenari di sanguinamento, tra cui:

Emorragia acuta dovuta a lesioni traumatiche come rottura del fegato e della milza, epistassi, rottura e sanguinamento uterino e atonia uterina.

Emorragie correlate al tumore, come la rottura del fegato, la rottura dell'emangioma epatico e l'emorragia delle varici esofagee, spesso trattate con metodi di emostasi interventistica.

Embolizzazione per incontinenza urinaria
L'incontinenza urinaria è comune tra le donne anziane a causa del rilassamento dello sfintere uretrale e del deterioramento dell'elasticità della mucosa uretrale con l'età, colpendo il 40-50% delle donne. La chirurgia tradizionale comporta il rischio di ipercorrezione, con ripercussioni sulla minzione. L'embolizzazione con microsfere di alginato offre una soluzione più sicura e flessibile per l'incontinenza urinaria, con una forza di embolizzazione regolabile per soddisfare le esigenze di trattamento individuali.

Materiale di supporto cellulare in alginato

Materiale di membrana microcapsulare del fegato bioartificiale
Sebbene il trapianto di fegato in situ rimanga il trattamento più efficace per l’insufficienza epatica acuta, la carenza di donatori di organi rappresenta una sfida significativa. Il sistema di supporto epatico bioartificiale e il trapianto di epatociti per il trattamento dell’insufficienza epatica acuta sono ancora nelle fasi iniziali della ricerca ma mostrano un grande potenziale. Le microcapsule, utilizzando l'alginato come materiale della membrana, incapsulano epatociti funzionali di derivazione animale. Questo sistema supporta la funzionalità epatica attraverso la circolazione extracorporea, contribuendo a prolungare la vita del paziente e fornendo tempo aggiuntivo per garantire un trapianto di fegato adeguato.

Materiale di membrana per isolamento immunitario per trapianto cellulare
Il trapianto di cellule microincapsulate preserva la funzionalità cellulare mantenendone l'attività. Il successo di tale trapianto dipende in larga misura dallo sviluppo di una membrana di isolamento immunitario efficace. L'alginato di sodio svolge un ruolo essenziale come materiale di microincapsulazione. Ad esempio, il trapianto di isole pancreatiche può essere utilizzato per trattare il diabete di tipo 1, mentre il trapianto di cellule cromaffini surrenali bovine offre potenziali trattamenti per il dolore cronico e il morbo di Parkinson. Le cellule cerebrali di maiale microincapsulate sviluppate in Nuova Zelanda sono in fase di sperimentazione clinica di Fase IIb della FDA per il Parkinson, e anche le isole pancreatiche di maiale microincapsulate provenienti dal Giappone sono in fase di sperimentazione di Fase II della FDA per il diabete.

Materiali per la stampa 3D di ingegneria tissutale
Nell'ingegneria tissutale ossea e cartilaginea, i materiali di supporto devono essere modellati per supportare la crescita di nuovo tessuto quando vengono introdotte le cellule germinali. Il rapido progresso della tecnologia di stampa 3D ha permesso la creazione di supporti di varie forme e design. L'alginato di sodio, insieme a materiali come PLGA, PCL, PLLA, collagene e fibroina della seta, ha mostrato un potenziale promettente nella stampa 3D per l'ingegneria tissutale. Tuttavia, le impurità presenti nell'alginato di sodio, come proteine, polifenoli ed endotossine, estratte dalle alghe brune marine, pongono sfide in termini di biocompatibilità e limitano le applicazioni cliniche. Queste impurità tendono a formare complessi con i polisaccaridi attraverso interazioni elettrostatiche, rendendo difficile l'eliminazione efficace di proteine ed endotossine.