キトサンのNanoparticles-特性および適用

By Will SoutterMay2 2013

キトサンは、医療分野で広く使用されている興味深いポリマーです。 それは部分的にまたは十分にdeacetylatedキチンです。 キチンが自然に起こるので（菌類の細胞壁および甲殻類の貝で、例えば）、キトサンは十分に生物分解性およびbiocompatibleで、接着剤と抗菌性およびantifungal代理店とし

キトサンは、その生体適合性のために潜在的な薬物担体として広く研究されている。 ある調査はボディの影響を減らし、生物学的利用能を高めるために他の材料から成っているナノ粒子に塗るのにキトサンを使用して提案しました。

脱アセチル化の程度およびキトサンの分子量は異なった物理的機械特性を得るために変更することができます。 キトサンポリマーの元素組成は、炭素（44.11％）、水素（6.84％）および窒素（7.97％）である。 キトサンの粘度平均分子量は〜5である。3×105ダルトン。

ドセタキセルを充填したキトサン被覆ナノ粒子の走査電子顕微鏡写真。
画像クレジット:S Saremi,テヘラン医学大学経由Open-i,米国国立医学図書館.

キトサンナノ粒子の形成

キトサンは、その生体適合性のために潜在的な薬物担体として広く研究されている。 ある調査はボディの影響を減らし、生物学的利用能を高めるために他の材料から成っているナノ粒子に塗るのにキトサンを使用して提案しました。

脱アセチル化の程度およびキトサンの分子量は異なった物理的機械特性を得るために変更することができます。 キトサンポリマーの元素組成は、炭素（44.11％）、水素（6.84％）および窒素（7.97％）である。 キトサンの粘着性の平均分子量は~5.3x105Daltonsです。

キトサンの抗真菌特性

その遊離ポリマー形態では、キトサンはAlternaria alternata、Rhizopus oryzae、Aspergillus niger、Phomopsis asparagiおよびRhizopus stoloniferに対して抗真菌活性を示す。 キトサンの抗真菌活性は、その濃度、分子量、置換の程度およびキトサンに添加される官能基のタイプ、ならびに真菌のタイプに依存する。

ポリマーの誘導体は特定の病原体を標的とするために作成することができますが、キトサンは化学修飾を必要とせずに天然の抗真菌活性を示

薬物送達におけるキトサンナノ粒子

いくつかの研究グループは、薬物送達剤としてそれらを使用する観点からキトサンナノ粒子の特性を研究 材料の生体適合性および非毒性は、活性薬剤の送達のための中性薬剤として魅力的である。

2005年の研究では、臨床応用に使用するのに十分な品質のキトサン-TPPナノ粒子を生成するためにイオンゲル化を使用できることが確認されました。 研究者らはまた、製造プロセスからの再現可能な結果を確実にするために、粒子特性に対する特定の製造パラメータの影響を決定した。

2006年に行われた研究では、眼表面に上皮細胞を有する新しい粒子状薬物担体としてのキトサンナノ粒子（CSNPs）のin vitroおよびin vivo相互作用に焦点を当て フルオレセインイソチオシアネート-ウシ血清アルブミンで標識したｃｓｎｐを生成するためにイオノトロピックゲル化を用いた。

三つの異なるCSNP濃度を採取し、ヒト結膜上皮細胞（IOBA-NHC）を15、30、60および120分間曝露した。 生存率および細胞生存率を、培養培地中での２ ４時間の回復期間後および処置直後に測定した。

共焦点顕微鏡を用いて、CSNPsとIOBA-NHC細胞との関係を測定した。 蛍光測定法を用いて、温度および代謝阻害の影響を研究した。 ウサギを用いて，急性耐性と眼表面のＣｎｓｐへのｉｎｖｉｖｏ取り込みを調べた。

CSNPsの取り込みは実験時間中に連続しており、温度に依存していることが観察されました。 アジ化ナトリウムによる代謝阻害によるＣＮＳＰ取り込みへの影響はなかった。

ウサギの眼表面にCSNPを曝露した後、変化や炎症の兆候はなかった。 蓋切片とウサギ眼球の蛍光顕微鏡観察により，角膜および結膜上皮によるｉｎｖｉｖｏ取り込みを確認した。 これらのナノ粒子は眼表面組織によく受け入れられた。

粘膜部位への非注射による薬物送達のための重要な課題の1つは、これらの部位での薬物の吸収である。 薬物送達システムは、粘液付着粒子を有し、時間の経過とともに薬物を放出するべきである。

キトサンの正電荷のために、負に帯電した粘液と結合することができます。 従って、キトサンはmucoadhesive薬剤のための優秀なキャリアとして機能できます。 キトサンベースのナノ粒子は、キトサンが肺粘膜に付着するのを助けて、肺に薬物を送達するために使用されてきた。

キトサンをポリマー担体として配合した抗結核薬リファンピシンの乾燥粉末吸入は、24時間持続した薬物放出を示した。 同様に，抗真菌薬であるイトラコナゾールの肺沈着は，キトサンナノ粒子をロードしたイトラコナゾールの噴霧乾燥微粒子として製剤化すると増加した。

重金属センシングのための金キトサン粒子

2005年の別の研究では、重金属イオンをセンシングするためにキトサンをキャップした金ナノ粒子を使用するための革新的な戦略が提案された。 キトサンはポリカチオン性であり、したがって、静電相互作用を介して負に帯電した金ナノ粒子表面に付着することができる。

キトサンを使用すると、コロイドの安定性とセンサーとして使用できるナノ粒子の機能化を確保するのに十分な立体障害が得られます。 キトサンのキレート化特性と金ナノ粒子の光学特性は、水中の重金属イオンの低濃度を検出するために使用されている。

水処理のためのキトサンの粒子

医学の適用から離れて、キトサンはまた水処理で使用されました。 キトサンのヒドロキシルそしてアミノのような官能基の存在はそれに優秀な吸着剤をします。 ある研究では、キトサン被覆ナノ粒子膜は、コーティングされていない膜よりもはるかに優れた細菌を除去することができたことが報告されています。

2015年の別の研究では、繊維排水から約99％の色を除去するためにキトサン-酸化亜鉛ナノ粒子を使用することが報告されています。 キトサンを磁性にすると、吸着した染料とともに磁力を用いて容易に回収することができ、水の再利用性が良好になります。

キトサンナノ粒子の用途

キトサンナノ粒子の用途は以下の通りです:

• 蛋白質解放および薬剤のための抗菌性の代理店、遺伝子配達ベクトルおよびキャリア。
• インフルエンザ、B型肝炎、子豚パラチフスワクチンなどのワクチンのための潜在的なアジュバント。
• ワクチンのための新しい鼻送達システム。 これらのナノ粒子は、粘膜リンパ組織による抗原取り込みを改善し、抗原に対する強い免疫応答を誘導する。
• キトサンはまた、創傷における感染を予防し、皮膚細胞の成長を促進することによって創傷治癒プロセスを早めることが証明されている。
• キトサンのnanoparticlesは防腐剤の目的に食糧を包装している間そして歯科医療で使用することができます。
• それはまたヘルスケアおよび他の専門家のための衣服を作り出すために抗菌織物で添加物として使用することができます。
• キトサンナノ粒子は、ブドウ球菌saprophyticusおよび大腸菌に対して有効な抗菌活性を示す。
• これらの材料は、日和見感染の予防および創傷治癒を可能にするための創傷治癒材料としても使用することができる。
• ナノ粒子は、実験室で皮膚細胞線維芽細胞およびケラチノサイトで材料を試験したときに皮膚再生特性を示すことも証明されており、アンチエイジング

ソースとさらなる読書

• キトサンナノ粒子の抗真菌活性とその物理的性質との相関–International Journal of Biomaterials
• 超小型水分散性蛍光キトサンナノ粒子: synthesis,characterization and specific targeting–The Royal Society of Chemistry
• キトサンをキャップした金ナノ粒子を用いた重金属イオンセンサ-IOP Science
• キトサンを用いた生物医学的応用-アイオワ大学
• キトサンベースのナノ粒子肺薬物送達の最近の進歩–Nanoscale
• キトサン–ZnOナノコンポジットを用いた廃水efuentsからの繊維色素除去。 繊維科学および工学のジャーナル
• 磁気キトサンのnanoparticlesによる吸着の染料の取り外しそして速度論。 デサリン水処理

この記事は2019年9月2日に更新されました。

Will Soutter

Willはaを持っていますB.Sc。ダーラム大学からの化学では、およびa M.Sc。ヨーク大学のグリーン化学で。 当然のことながら、ウィルは私たちの常駐化学の専門家ですが、科学とインターネットの愛は、チームのオールラウンダーになります。 彼の暇な時間には、ドラムを演奏調理し、サイダーを醸造するのが好きになります。

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