Биоактивные производные хитозана
2. Биоактивные производные хитозана
2.1 Противобактериальное действие четвертичных аммониевых солей хитозана
Производные соединения хитозана, такие как N,N,N-триметил хитозан, N-
N-пропил-N,N-диметил хитозан и N-фурфурил-N,N-диметил хитозан были получены
при использовании в качестве исходного продукта хитозана со степенью
деацетилирования 96% и следующими молекулярными массами - 2,14·105;
1,9·104; 7,8·103 . Аминогруппы хитозана реагируют с альдегидами, образуя
промежуточное соединение - основание Шиффа. Четвертичные соли хитозана
были получены при реакции основания Шиффа с йодистым метилом. На степень
превращения в четвертичное соединение и водорастворимость получившегося
производного влияла молекулярная масса исходного образца хитозана. [1]
Хотя хитина в природе много, он имеет ограниченное применение из-за
его недостаточной растворимости и реакционной способности. Хитозан
растворим уксусной кислоте и других органических растворителях. [2] Хитозан
обладает некоторым бактерицидным и фунгицидным действием. Однако хитозан
показывает свою биологическую активность только в кислой среде, так как он
плохо растворяется при pH выше 6,5. Таким образом, водорастворимые
производные хитозана, которые растворяются в кислоте, могут иметь хорошие
шансы быть внедренными в медицинскую практику как антибактериальные
средства.
Четвертичные аммониевые соли хитозана были исследованы на предмет
увеличения растворимости. Опубликована информация о синтезе N-
диметилхитозана и получении N-триметилхитозана йодида с формальдегидом и
боргидридом натрия. Триметилхитозан йодид аммония был также получен
реакцией низкоацетилированного хитозана с йодистым метилом и гидроксидом
натрия при контролируемых условиях. N-алкил хитозан был приготовлен
введением алкильной группы в аминные группы хитозана (Mv 7,25·105) через
основание Шиффа. Для получения четвертичной аммониевой соли хитозана,
которая растворяется в воде, была проведена реакция производных N-алкил
хитозана с йодистым метилом (рис. 3). Антибактериальное действие данного
производного хитозана усиливалось с увеличением длины цепи алкильного
заместителя.
[pic]
Рис.3 Синтез N-триметилхитозана йодида
Было исследовано влияние молекулярной массы на антибактериальную и
фунгицидную активность. При выявлении противобактериального действия
четвертичного производного хитозана против Escherichia coli определяли
минимальную ингибирующую концентрацию (МИК) и минимальную бактерицидную
концентрацию (МБК) в воде, 0,25% и 0,5% среде уксусной кислоты. Результаты
показывают, что антибактериальная активность против Escherichia coli
связана с молекулярной массой. Антибактериальная активность четвертичных
аммониевых солей хитозана в среде уксусной кислоты более выражена, чем в
воде. Их противобактериальное действие тем более выраженное, чем выше
концентрация уксусной кислоты. Так же было найдено – бактерицидное действие
производного сильнее, чем хитозана. [1]
Хитозан с молекулярной массой в пределах от10000 до 100000 может
быть полезен для ограничения роста бактерий. Хитозан кальмара с
молекулярной массой 220000 проявляет наибольшую противобактериальную
активность. Хитозан со средней молекулярной массой 9300 эффективен для
ограничения роста Escherichia coli, в то время как хитозан с молекулярной
массой 2200 ускорял рост численности бактерий. [1]
В отечественной литературе есть информация о синтезе четвертичных
аммониевых соединений хитозана с применением органических оснований, и
исследования, посвященные свойствам полученных соединений Для синтеза
применялись перегнанные сухие метил- и этилиодид. Иодистоводородную
кислоту, образующуюся во время реакции, связывали органическими
основаниями: пиридином, 2,4-лутидином, 2,4,6-коллидином и триэтиламином.
Полученное соединение выделяли из реакционной смеси фильтрованием, отмывали
метанолом, сушили.
Было установлено, что рКа хитозана 6.30. Был сделан вывод, что
повышение степени N-алкилирования будет наблюдаться при использовании
оснований с рКа > 6.30. Опыты показали, что наиболее глубоко реакция идет в
присутствии триэтиламина, рКа которого гораздо выше, чем у хитозана.
Установлено, что N-триметил- и N-триэтилхитозаны являются полиэлектролитами
и их основность увеличивается с ростом степени замещения. [4]
2.2 Лечение ран с применением N-карбоксибутил хитозана
У больных, перенесших восстановительную хирургию, донорские участки
лечились мягкими прокладками N-карбоксибутилхитозана. При сравнении с
контрольными донорскими участками была обнаружена лучшая васкуляризация и
отсутствие воспалительных клеток на кожном уровне. Применение N-
карбоксибутилхитозана приводило к формированию регулярно организованной
кожной ткани и уменьшало аномальное заживление. [2]
Одно из преимуществ N-карбоксибутил хитозана при заживлении ран -
обеспечение гелеподобного слоя при контакте с раневыми жидкостями. Данный
слой обеспечивает превосходную защиту недавно сформированных тканей от
механических повреждений. Внешняя поверхность прокладки принимала вид корки
и обеспечивала защиту против вторичных инфекций ввиду бактерицидности
полимера. В течение периода заживления форма раны сохранялась, хотя её
размер уменьшался быстро и без осложнений, в противоположность контрольным
группам. В контрольных группах форма раны была вскоре потеряна после
традиционного лечения. [2]
В ранних стадиях восстановления ткани N-карбоксибутил хитозан
способствует формированию свободной соединительной ткани, а не больших и
плотных волоконных связок, облегчая тем самым диффузию. Соединительная
ткань регулярно и надлежащим образом структурирована, без значительных
рубцов и обладает хорошей функциональностью т.е. прочностью при растяжении.
При образовании эпителия трехмерная решетка является очень важной
составляющей. N-карбоксибутил обеспечивает такую решетку и возможно
модулирует образование эпителия.
Таким образом N-карбоксибутил хитозан может классифицироваться как
новый тип биологически активных перевязочных средств.
3. Библиография
1. Zhichen Jia, Dondfeng shen, Weiliang Xu// Synthesis and antibacterial
activities of quaternary ammonium salt of chitosan// Carbohydrate
research 2001, p. 1-6.
2. Graziella Biagini, Aldo Bertani e.t.c.// Wound managment with N-
carboxybutil chitosan// Biomaterials 1991, Vol. 12, April, p. 281-285.
3. Hioshi Sashiwa, Norioki Kawasaki e.t.c.// Chemical modifications of
chitosan. Part 15 // Carbohydrate research 2003.
4. Л. А. Нудьга, Е. А. Плиско, С. Н. Данилов // N-алкилирование
хитозана// Журнал общей химии 1973, том XLIII, с. 2756-2760.
5. Internet
Содержание
1 Вступление 2
1.1 Хитозан – природный полимер XXI века 2
1.2 История создания и применения хитозана 3
1.3 Химическое строение и свойства хитина и хитозана 4
2. Биоактивные производные хитозана 7
2.1 Противобактериальное действие четвертичных аммониевых солей хитозана
7
2.2 Лечение ран с применением N-карбоксибутил хитозана 10
3. Библиография 11
| |  скачать работу |
Биоактивные производные хитозана |
