• gelatina
• innesto
• mezzo acquoso
• poliacido acrilico
• polimerizzazione radicalica
• polimetilmetacrilato
• polipetidi naturali

Nel corso di questo lavoro di tesi è stato effettuato uno studio volto alla preparazione e alla caratterizzazione di materiali compositi a base di gelatina e polimero sintetico. La fase polimerica è stata ottenuta mediante polimerizzazione radicalica in acqua di un monomero idrofobo come il metilmetacrilato ed idrofilo come l’acido acrilico in presenza di gelatina. La gelatina utilizzata per questo lavoro di tesi, oltre ad essere un substrato interessante per l’ottenimento di nuovi materiali, può essere considerata anche come un modello, almeno per quanto riguarda la struttura macromolecolare primaria, del collagene: le reazioni di polimerizzazione anche ad innesto sulla gelatina possono dare quindi indicazioni importanti per quanto concerne le stesse reazioni di polimerizzazione condotte in presenza di substrati collagenici.
I materiali di natura composita sono stati ottenuti sia attraverso l’utilizzo di un iniziatore solubile (cerio solfato) e di uno insolubile (dibenzoil perossido) nel mezzo acquoso. Anche quando è stato utilizzato il monomero idrofobo (metilmetacrilato) non si è ritenuta necessaria l’aggiunta di un tensioattivo al sistema di reazione, ritenendo invece sufficiente sfruttare le proprietà anfifiliche della gelatina costituita da 80% di residui apolari e da 20% di residui con catene laterali cariche.
Nelle prove in cui è stato impiegato il metilmetacrilato come monomero, il materiale composito è stato separato dalla gelatina non reagita e dalla frazione di omopolimero formatosi attraverso estrazioni a caldo condotte rispettivamente in acqua e in cloroformio. Al termine del ciclo di estrazioni sono state evidenziate buone percentuali di polimero non estratto e quindi legato alla gelatina. Da questo punto di vista i risultati raggiunti con l’impiego del cerio solfato come iniziatore si sono dimostrati in generale migliori: la sua proprietà di formare radicali per reazione con i gruppi idrossilici lo rende più specifico nei confronti della formazione di siti di polimerizzazione sul substrato con l’innesto di catene di polimero. Nel caso delle polimerizzazioni in cui è stato impiegato l’acido acrilico non sono stati trovati dei solventi in grado di permettere un’estrazione selettiva dell’ omopolimero formatosi e della gelatina non reagita.
I compositi a base di gelatina e polimetilmetacrilato sono stati sottoposti ad idrolisi acida con il duplice scopo di:

• separare il polimero sintetico da quello naturale,
• fornire un’indicazione dell’avvenuto innesto del polimero sintetico su quello naturale.

Il residuo ottenuto dall’idrolisi si è in effetti dimostrato essere polimetilmetacrilato. La presenza di residui amminoacidici legati alla lunga catena di polimetilmetacrilato rimasta inalterata è stata dimostrata mediante analisi elementare e mediante analisi dei dinitrofenil derivati in cui sono stati trasformati i residui stessi. E’ stata in effetti identificata la presenza di azoto nei residui rendendo plausibile l’ipotesi che il gruppo terminale del polimetilmetacrilato residuo sia occupato da una specie peptidica separata per l’idrolisi della gelatina. Parallelamente è stata osservata la presenza di un assorbimento UV, tipico dei dinitrofenil derivati degli amminoacidici a 340nm. Gli stessi compositi sono stati sottoposti ad idrolisi enzimatica in presenza di α-chimotripsina, enzima capace di provocare l’idrolisi dei legami peptidici a livello dei residui che abbiano specie apolari in catena laterale. Le immagini SEM raccolte sui compositi sottoposti al trattamento, per confronto con le immagini degli stessi compositi prima del trattamento stesso, hanno evidenziato una variazione della morfologia superficiale con formazione di un elevato numero di alveoli.
La maggior parte dei prodotti ottenuti (compositi, omopolimeri e residui) sono stati caratterizzati mediante analisi FT-IR, TGA e DSC con lo scopo di verificare l’instaurarsi di forti interazioni tra polimero sintetico e quello naturale. I campioni di polimetilmetacrilato ottenuti sia come omopolimeri sia come residui di idrolisi sono stati caratterizzati mediante analisi GPC al fine di ottenere qualche utile informazione circa il meccanismo di reazione e la natura delle fasi presenti.