Chitosan Nanopartikler-Egenskaper Og Anvendelser

Av Will SoutterMay 2 2013

Chitosan er en interessant polymer som har blitt brukt mye i det medisinske feltet. Det er enten delvis eller fullt deacetylert kitin. Som kitin forekommer naturlig (i soppcellevegger og krepsdyrskjell, for eksempel), er chitosan et fullt biologisk nedbrytbart og biokompatibelt og kan brukes som lim og som antibakterielt og antisvampemiddel.

Kitosan har blitt undersøkt omfattende som en potensiell legemiddelbærer på grunn av dets biokompatible egenskaper. Noen studier har foreslått å bruke chitosan til å belegge nanopartikler laget av andre materialer for å redusere deres innvirkning på kroppen og øke biotilgjengeligheten.

graden av deacetylering og molekylvekten av kitosan kan modifiseres for å oppnå forskjellige fysisk-mekaniske egenskaper. Den elementære sammensetningen av kitosanpolymeren er karbon (44,11%), hydrogen (6,84%) og nitrogen (7,97 %). Viskositeten gjennomsnittlig molekylvekt av kitosan er ~5.3 x 105 Dalton.

Skanning elektron mikrograph av kitosan-belagt nanopartikler lastet med docetaxel.
Bilde Studiepoeng: S Saremi, Teheran University Of Medical Sciences via Open-i, US National Library Of Medicine.

Dannelse Av Kitosan Nanopartikler

Kitosan har blitt undersøkt grundig som en potensiell legemiddelbærer på grunn av dets biokompatible egenskaper. Noen studier har foreslått å bruke chitosan til å belegge nanopartikler laget av andre materialer for å redusere deres innvirkning på kroppen og øke biotilgjengeligheten.

graden av deacetylering og molekylvekten av kitosan kan modifiseres for å oppnå forskjellige fysisk-mekaniske egenskaper. Den elementære sammensetningen av kitosanpolymeren er karbon (44,11%), hydrogen (6,84%) og nitrogen (7,97 %). Viskositeten gjennomsnittlig molekylvekt av kitosan er ~5.3 x 105 Dalton.

Soppdrepende Egenskaper Av Kitosan

i sin frie polymerform utviser kitosan soppdrepende aktivitet mot Alternaria alternata, Rhizopus oryzae, Aspergillus niger, Phomopsis asparagi og Rhizopus stolonifer. Antifungal aktivitet av kitosan avhenger av konsentrasjonen, molekylvekten, substitusjonsgraden og typen funksjonelle grupper tilsatt kitosan, samt typen sopp.

mens derivater av polymeren kan opprettes for å målrette mot bestemte patogener, viser chitosan naturlig antifungal aktivitet uten behov for kjemisk modifikasjon.

Chitosan Nanopartikler I Drug Delivery

Flere forskningsgrupper har studert egenskapene til chitosan nanopartikler med sikte på å bruke dem som en drug delivery agent. Biokompatibiliteten og ikke-toksisiteten til materialet gjør det attraktivt som et nøytralt middel for levering av aktive midler.

Forskning i 2005 bekreftet at ionisk gelering kan brukes til å produsere chitosan – tpp nanopartikler av tilstrekkelig kvalitet til bruk i kliniske applikasjoner. Forskerne bestemte også effekten av visse produksjonsparametere på partikkelegenskapene, for å sikre repeterbare resultater fra produksjonsprosessen.

Forskning utført i 2006 deretter fokusert på in vitro og in vivo interaksjon av chitosan nanopartikler (CSNPs), som en ny partikkel medikament bærer, har epitelceller på okulær overflaten. Ionotrop gelering ble brukt til å produsere CSNPs merket med fluoresceinisotiocyanat-bovint serumalbumin.

Tre FORSKJELLIGE csnp-konsentrasjoner ble tatt og humane konjunktivale epitelceller (IOBA-NHC) ble eksponert for dem i 15, 30, 60 og 120 minutter. Levedyktighet og celleoverlevelse ble målt etter en 24-timers restitusjonsperiode i kulturmediet og umiddelbart etter behandling.

Konfokal mikroskopi ble brukt til å måle forholdet Mellom CSNPs og IOBA-NHC celler. Fluorometri ble brukt til å studere virkningen av temperatur og metabolsk inhibering. Den akutte toleransen og in vivo-opptaket av okulær overflate til CNSPs ble studert hos kaniner.

det ble observert at opptaket Av CSNPs var kontinuerlig i løpet av eksperimentets tid og var avhengig av temperatur. DET var ingen innvirkning PÅ CNSP-opptaket på grunn av natriumazids metabolske hemming.

det var ingen tegn på endring eller betennelse etter csnp-eksponering på kaninens okulære overflate. Fluorescensmikroskopi av lokk seksjoner og kanin øyeeplet bekreftet in vivo opptak av hornhinnen og konjunktival epitel. Disse nanopartikler ble godt akseptert av okulære overflatevev.

for levering av legemidler via ikke-injeksjon til slimhinner, er en av de viktigste utfordringene absorpsjonen av stoffene på disse stedene. Legemiddelleveringssystemet bør ha mucoadhesive partikler og frigjøre stoffet over tid.

på grunn av den positive ladningen av kitosan, kan den binde seg med det negativt ladede slimet. Dermed kan chitosan fungere som en utmerket bærer for mucoadhesive stoffer. Chitosanbaserte nanopartikler har blitt brukt til å levere medisiner til lungene, med chitosan som bidrar til å feste seg til lungeslimhinnen.

innånding av tørt pulver av rifampicin, et anti-tuberkulermedikament, formulert med kitosan som polymerbærer viste vedvarende legemiddelfrigivelse i 24 timer. På samme måte økte lungedeponeringen av itrakonazol, et anti-soppmedikament, når det ble formulert som spraytørket mikropartikler av itrakonazol lastet med chitosan nanopartikler.

Gull-Kitosan Partikler For Tungmetall Sensing

i et annet stykke forskning i 2005, en innovativ strategi for bruk av gull nanopartikler avkortet med kitosan for sensing tungmetallioner ble foreslått. Chitosan er polycationic og kan derfor festes til negativt ladede gull nanopartikkel overflater gjennom elektrostatiske interaksjoner.

bruk av kitosan gir nok sterisk hindring for å sikre kolloidstabilitet og funksjonaliserende nanopartikler som kan brukes som sensorer. Chelaterende egenskaper og gull nanopartikler optiske egenskaper har blitt brukt til å oppdage lave konsentrasjoner av tungmetallioner i vann.

Kitosanpartikler For Vannbehandling

bortsett fra medisinske anvendelser, har kitosan også blitt brukt i vannbehandling. Tilstedeværelsen av funksjonelle grupper som hydroksyl og amino i chitosan gjør det til et utmerket adsorbent. En studie rapporterte at chitosanbelagte nanopartikkelmembraner var i stand til å fjerne bakterier mye bedre enn ubelagte membraner.

En annen studie i 2015 rapporterte bruken av chitosan-sinkoksid nanopartikler for fjerning av ca 99% farge fra tekstilavløp. Hvis kitosan er laget magnetisk, kan den, sammen med de adsorberte fargene, lett gjenvinnes ved hjelp av magnetiske krefter, noe som gir god gjenbruk av vannet.

Anvendelser Av Chitosan Nanopartikler

Anvendelser av chitosan nanopartikler er oppført nedenfor:

• Antibakterielle midler, genleveringsvektorer og bærere for proteinfrigivelse og legemidler.
• en potensiell adjuvans for vaksiner som influensa, hepatitt B og griseparatyphoid vaksine.
• et nytt nasal leveringssystem for vaksiner. Disse nanopartikler forbedrer antigenopptaket av mukosale lymfoide vev og induserer sterke immunresponser mot antigener.
• Chitosan har også vist seg å forhindre infeksjon i sår og fremskynde sårhelingsprosessen ved å øke veksten av hudceller.
• Chitosan nanopartikler kan brukes til konserveringsformål mens emballasje mat og i odontologi.
• Det kan også brukes som tilsetningsstoff i antimikrobielle tekstiler for å produsere klær til helsepersonell og andre fagfolk.
• Chitosan nanopartikler viser effektiv antimikrobiell aktivitet mot Staphylococcus saprophyticus Og Escherichia coli.
• disse materialene kan også brukes som et sårhelende materiale for å forebygge opportunistisk infeksjon og for å muliggjøre sårheling.
• nanopartiklene har også vist seg å vise hud regenerative egenskaper når materialer ble testet på hudcellefibroblaster og keratinocytter i laboratoriet, banet vei for anti-aging hudpleieprodukter.

Kilder Og Videre Lesing

• Antifungal Aktivitet Av Chitosan Nanopartikler Og Korrelasjon Med Deres Fysiske Egenskaper – International Journal Of Biomaterials
• Ultra-små vanndispergerbare fluorescerende chitosan nanopartikler: syntese, karakterisering Og spesifikk målretting-The Royal Society Of Chemistry
• heavy-metal ion sensorer ved hjelp av chitosan-avkortet gull nanopartikler-Iop Science
• Chitosan for biomedisinske applikasjoner – University Of Iowa
• Nylige Fremskritt I Chitosan-Baserte Nanoparticulate Lunge Drug Delivery—Nanoskala
• Tekstil fargestoff fjerning fra avløpsvann efuents bruke chitosan–ZnO nanocomposite. Journal Of Textile Science And Engineering
• Dye fjerning og kinetikk av adsorpsjon av magnetiske chitosan nanopartikler. Desalin Water Treat

denne artikkelen ble oppdatert 2. September 2019.

Skrevet av

Vil Soutter

Vil har en B.Sc. I Kjemi Fra University Of Durham, og a M.Sc. I Grønn Kjemi fra University Of York. Naturlig, Will er vår bosatt Kjemi ekspert, men, en forkjærlighet for vitenskap og internett gjør Will all-rounder av teamet. På fritiden Vil Liker å spille trommer, lage mat og brygge cider.

Sitater