키토산 나노 입자-특성 및 응용

윌 수터 5 월 2 2013

키토산은 의료 분야에서 광범위하게 사용되어온 흥미로운 중합체이다. 그것은 부분적으로 또는 완전히 탈 아세틸 화 된 키틴입니다. 키틴이 자연적으로 발생하기 때문에(예를 들어 곰팡이 세포벽과 갑각류 껍질에서)키토산은 완전히 생분해 성이며 생체 적합성이며 접착제 및 항균 및 항진균제로 사용할 수 있습니다.

키토산은 생체 적합성 때문에 잠재적 인 약물 운반체로서 광범위하게 조사되었습니다. 일부 연구는 신체에 미치는 영향을 줄이고 생체 이용률을 높이기 위해 다른 재료로 만든 나노 입자를 코팅하기 위해 키토산을 사용하는 것이 좋습니다.

탈아세틸화의 정도 및 키토산의 분자량은 상이한 물리기계학적 특성을 얻기 위해 변형될 수 있다. 키토산 중합체의 원소 조성은 탄소(44.11%),수소(6.84%)및 질소(7.97%)이다. 키토산의 점도 평균 분자량은~5 입니다.3 엑스 105 달톤.

도세탁셀로로드 된 키토산 코팅 나노 입자의 주사 전자 현미경 사진.
이미지 크레딧:사레미,테헤란 의과 대학 오픈-나는,의학의 미국 국립 도서관을 통해.

키토산 나노 입자의 형성

키토산은 생체 적합성 때문에 잠재적 인 약물 운반체로서 광범위하게 조사되어왔다. 일부 연구는 신체에 미치는 영향을 줄이고 생체 이용률을 높이기 위해 다른 재료로 만든 나노 입자를 코팅하기 위해 키토산을 사용하는 것이 좋습니다.

탈아세틸화의 정도 및 키토산의 분자량은 상이한 물리기계학적 특성을 얻기 위해 변형될 수 있다. 키토산 중합체의 원소 조성은 탄소(44.11%),수소(6.84%)및 질소(7.97%)이다. 키토산의 점도 평균 분자량은~5.3 엑스 105 달톤.

키토산의 항진균 특성

유리 중합체 형태에서,키토산은 알터나리아 알터나타,리조푸스 오리자,아스페르길루스 니제르,포몹시스 아스파라기 및 리조푸스 스톨로니퍼에 대한 항진균 활성을 나타낸다. 키토산의 항진균 활성은 농도,분자량,치환 정도 및 키토산에 첨가 된 작용기의 유형 및 곰팡이의 유형에 따라 다릅니다.

중합체의 유도체가 특정 병원체를 표적으로 하기 위해 생성될 수 있지만,키토산은 화학적 변형 없이 자연적인 항진균 활성을 나타낸다.

약물 전달에서 키토산 나노 입자

몇몇 연구 그룹은 약물 전달 제로 사용 하기 위해 키토산 나노 입자의 특성을 연구 했다. 이 물질의 생체 적합성 및 비 독성은 활성제의 전달을위한 중성제로서 매력적입니다.

2005 년 연구에 따르면 이온 겔화가 임상 응용 분야에서 사용하기에 충분한 품질의 키토산 나노 입자를 생산하는 데 사용될 수 있음이 확인되었습니다. 연구자들은 또한 생산 공정에서 반복 가능한 결과를 보장하기 위해 특정 제조 매개 변수가 입자 특성에 미치는 영향을 결정했습니다.

2006 년에 수행 된 연구는 안구 표면에 상피 세포를 갖는 새로운 미립자 약물 담체로서 키토산 나노 입자의 시험 관내 및 생체 내 상호 작용에 초점을 맞추었다. 이오노트로픽 겔화는 플루오레세인 이소티오시아네이트-소 혈청 알부민으로 표지된 이소티오시아네이트를 생성하는데 사용되었다.15,30,60 및 120 분 동안 인간 결막 상피 세포를 노출시켰다. 생존 능력 및 세포 생존 배양 배지에서 24 시간 복구 기간 후 및 치료 후 즉시 측정 했다.

공초점 현미경을 사용하여 세포 간 세포 간의 관계를 측정 하였다. 형광 측정법은 온도 및 대사 억제의 영향을 연구하는 데 사용되었습니다. 급성 허용 오차 및 생체 조건 통풍 관 눈 표면 토끼에서 공부 했다.

실험 기간 동안 뇌피질환의 흡수가 지속적이며 온도에 의존한다는 것이 관찰되었다. 나트륨 아 지드에 의해 대사 억제로 인해 씨 앤 텍 스 통풍 관에 영향을 했다.

토끼의 안구 표면에 뇌척수액 노출 후 변화 또는 염증의 징후는 없었다. 뚜껑 부분과 토끼 안구의 형광 현미경 검사법으로 각막 및 결막 상피에 의한 생체 내 흡수가 확인되었습니다. 이 나노 입자는 안구 표면 조직에 의해 잘 받아 들여졌다.

비주사를 통한 점막 부위로의 약물 전달의 경우,핵심 과제 중 하나는 이들 부위에서의 약물 흡수이다. 약물 전달 시스템은 점액 점착성 입자를 가져야하며 시간이 지남에 따라 약물을 방출해야합니다.

키토산의 양전하로 인해 음으로 충전 된 점액과 결합 할 수 있습니다. 따라서,키토산은 점액 점착제의 우수한 운반체로서 작용할 수있다. 키토산 기반 나노 입자는 폐에 약물을 전달하는 데 사용되어 왔으며 키토산은 폐 점막에 부착하는 데 도움이되었습니다.

고분자 담체로서 키토산을 배합한 항결핵제 약물인 리팜피신의 건조 분말 흡입은 24 시간 동안 지속적인 약물 방출을 보였다. 유사하게,항진균제 인 이트라코나졸의 폐 침착은 키토산 나노 입자로 적재 된 이트라코나졸의 분무 건조 된 미립자로 제형 화 될 때 증가했다.

중금속 감지 용 금-키토산 입자

2005 년의 또 다른 연구에서 중금속 이온을 감지하기 위해 키토산으로 덮인 금 나노 입자를 사용하는 혁신적인 전략이 제안되었습니다. 키토산은 다 이온 성이므로 정전기 상호 작용을 통해 음으로 하전 된 금 나노 입자 표면에 부착 할 수 있습니다.

키토산을 사용하면 센서로 사용할 수있는 콜로이드 안정성 및 기능화 나노 입자를 보장하기에 충분한 입체 장애를 제공합니다. 키토산의 킬레이트 특성과 금 나노 입자의 광학 특성은 물 속의 중금속 이온의 낮은 농도를 검출하는 데 사용되었습니다.

물 처리를 위한 키토산 입자

의학 신청은 그렇다 하고,키토산은 또한 물 처리에서 이용되었습니다. 키토산에 있는 수산기 그리고 아미노와 같은 작용기의 존재는 그것에게 우수한 흡착제를 만듭니다. 한 연구에 따르면 키토산 코팅 나노 입자 막은 코팅되지 않은 막보다 박테리아를 훨씬 잘 제거 할 수 있다고합니다.

2015 년의 또 다른 연구는 섬유 유출 물로부터 약 99%의 색을 제거하기 위해 키토산-산화 아연 나노 입자의 사용을보고했다. 키토산이 자성으로 만들어지면 흡착 된 염료와 함께 자력을 사용하여 쉽게 회수 할 수 있으므로 물 재사용이 가능합니다.

키토산 나노 입자의 응용

키토산 나노 입자의 응용은 다음과 같습니다:

• 항균제,유전자 전달 벡터 및 단백질 방출 및 약물 운반체.
• 인플루엔자,간염 및 돼지 파라티푸스 백신과 같은 백신에 대한 잠재적 보조제.
• 백신을 위한 새로운 코 전달 시스템. 이 나노 입자는 점막 림프 조직에 의한 항원 흡수를 개선하고 항원에 대한 강력한 면역 반응을 유도합니다.
• 키토산은 피부 세포의 성장을 촉진시켜 상처의 감염을 예방하고 상처 치유 과정을 촉진시키는 것으로 입증되었습니다.
• 키토산 나노 입자는 식품 포장 및 치과에서 방부제 목적으로 사용될 수 있습니다.
• 그것은 또한 건강 관리와 다른 전문가를 위한 옷 생성을 위해 항균성 직물에 있는 첨가물로 사용될 수 있습니다.
• 키토산 나노 입자는 포도상 구균 사 프로 피티 쿠스 및 대장균에 대한 효과적인 항균 활성을 나타낸다.
• 이 물질들은 또한 기회감염의 예방 및 상처 치유를 가능하게 하기 위한 상처 치유 물질로서 사용될 수 있다.
• 이 나노입자는 또한 실험실에서 피부 세포 섬유아세포와 케라티노사이트에서 물질을 시험했을 때 피부 재생 특성을 나타내는 것으로 입증되어 안티에이징 스킨케어 제품의 길을 열었다.

출처 및 추가 읽기

• 키토산 나노 입자의 항진균 활성 및 물성과의 상관 관계-국제 생체 재료 저널
• 초소형 수분 분산 형 형광 키토산 나노 입자: 1872>
• 왕립화학회
• 중금속 이온 센서 키토산 캡핑된 금 나노입자를 이용한 중금속 이온 센서-안압 과학
• 생의학 응용용 키토산-아이오와 대학
• 최근 키토산 기반 나노입자 폐 약물 전달의 발전–키토산–나노 스케일
• 키토산-나노 복합체를 이용한 폐수 처리에서 섬유 염료 제거. 섬유 과학 및 공학 저널
• 자기 키토산 나노 입자에 의한 흡착 염료 제거 및 속도론. 데살린 물 처리

이 기사는 2019 년 9 월 2 일에 업데이트되었습니다.

글

윌 수터

윌 B.Sc.더럼 대학의 화학 및 M.Sc.뉴욕 대학의 녹색 화학. 당연히,윌은 우리의 상주 화학 전문가이지만,과학의 사랑과 인터넷은 팀의 만능 것입니다 수 있습니다. 자신의 여가 시간에 의지,드럼을 연주 요리와 양조 사이다를 좋아한다.

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