Nanoparticelle di chitosano caricate con pulegone, un sistema alternativo di protezione antimicotica per la conservazione delle opere d’arte lignee

Una delle principali sfide nel campo della conservazione dei Beni Culturali è lo sviluppo di prodotti innovativi in grado di rispettare le opere d’arte e tutelare la salute degli operatori essendo al contempo a basso impatto ambientale. Gli oli essenziali sembrano una soluzione ottimale a questo problema. Essi sono di origine vegetale, non sono tossici per l'uomo e hanno già dimostrato la loro efficacia come biocidi. Qui presentiamo una possibile applicazione del pulegone, uno dei componenti principali dell’olio essenziale di Calamintha nepeta, per prevenire e controllare la crescita dei biodeteriogeni del legno [1]. Per raggiungere questo obiettivo, proponiamo un sistema di nano-incapsulazione semplice e innocuo, basato sulla gelificazione ionica del chitosano. Questo versatile polisaccaride è un derivato dalla chitina e sta attirando l'attenzione per la sua atossicità, biocompatibilità, biodegradabilità e per le sue proprietà biocide intrinseche. Inoltre, il chitosano è stato recentemente impiegato anche come consolidante per legni archeologici e impregnati d'acqua [2]. In questa prospettiva appare evidente che potrebbero esserci molti vantaggi derivanti dall'impiego di tali sistemi su materiali legnosi, primo tra tutti la possibilità di creare prodotti green che uniscano le proprietà consolidanti e antimicotiche del chitosano, esaltate dal pulegone. Inoltre, la nano-incapsulazione protegge il pulegone dall'evaporazione e dall'ossidazione, ne favorisce il rilascio controllato e ne migliora la stabilità e l'idrosolubilità grazie alla sua idrofobicità. Sono stati sintetizzati quattro sistemi di nanoparticelle, contenenti pulegone e chitosano in diversi rapporti. L'efficacia incapsulante dei biocidi e le caratteristiche morfologiche delle nanoparticelle (dimensioni e forma), le loro proprietà elettriche (ζ-potenziale) e la loro stabilità nel tempo, sono state caratterizzate attraverso diverse indagini diagnostiche quali: diffusione dinamica e dielettroforetica della luce (DLS) e la spettrofotometria UV-Visibile. Sono stati eseguiti saggi biologici in vitro per valutare le concentrazioni minime inibitorie di chitosano e di pulegone puri, e di nanoparticelle cariche a sei diverse concentrazioni (intervallo tra 3 e 0,009 mg/mL) nei confronti di Aspergiullus niger, un ascomicete che contamina le superfici in legno delle opere d'arte. I test in vitro hanno dimostrato che il chitosano e il pulegone inibiscono la crescita di A. niger (Fig. 1). Il sistema di nanoparticelle cariche che ha dato i migliori risultati sperimentali è stato selezionato per essere applicato su legno invecchiato artificialmente e soggetto ad attacco biologico. La colonizzazione microbiologica e l'efficacia nella rimozione della patina biologica saranno monitorate attraverso misure colorimetriche. [1] Božović et al. (2017). Molecules, 22(2), 290. [2] Christensen et al. (2015). Journal of the American Institute for Conservation, 54(1), 3-13.