بوليمر الكيتوسان النانوي

أ.د. محمد ناظم بهجت
علياء حسين عباس
كلية التربية للعلوم الصرفة – قسم الكيمياء

تعتبر البوليمرات ذات الأصل الطبيعي ذات حاجة ضرورية لاستخدامها في مجالات متعددة على الخصوص في المجالات الطبية الحيوية. حيث يعتبر الكيتوسان هو واحد من بين العديد من المركبات الواعدة والمرشحة لهذا الغرض (1).
الكيتوسان عبارة عن بوليمر حيوي يتم الحصول عليه من مادة الكيتين وهي واحدة من أكثر المواد وفرة على وجه الأرض فهو موجود في جدران الخلايا من الفطريات والهياكل الخارجية للمفصليات مثل القشريات على سبيل المثال سرطان البحر والكركند والروبيان والحشرات ومناقير رأسيات الارجل وقشور الأسماك (2). يعرف الكيتين بانه بوليمر خطي متاح بكثرة على الأرض بعد السليلوز، يتكون من تكرار وحدات من السكريات الأحادية بـأواصر جليكوسيدية حيث يتكون الكيتين من وحدات متكررة من N-acetyl -D- glucosamine. يتم الحصول عن الكيتوسان عن طريق عمليات كيميائية متعددة تتضمن نزع البروتين والتنقية ونزع اللون وأخيرا نزع الأستيل (3).
يمكن تلخيصها بالنقاط التالية (4):
1-نزع البروتين: تتم باستخلاص البروتين المرتبط بالكيتين بواسطة محلول قاعدي مثل NaOH وKOH. حيث يعمل المحلول القاعدي على اذابة البروتين عن طريق غليان القشرة في محلول هيدروكسيد الصوديوم مع التحريك لمدة ساعة.
2- التقنية: تتم عملية التنقية عن طريق ترشيح المواد غير القابلة للذوبان (5 (كذلك يتم التخلص من المعادن.
3-نزع اللون: بعد انتهاء المرحلتين التنقية ونزع البروتين قد يبقى في الناتج لون القشريات فيتم التخلص من هذه الاصباغ بواسطة عامل مؤكسد مثل NaOCl او. KMnO 4
4-نزع الأستيل: يعرف بانه التحلل المائي لمجموعة الأستيل من بوليمر الكيتين، حيث يتم ادخال الناتج في مفاعل يحتوي محلول مركز من هيدروكسيد الصوديوم ويتم تسخينه في درجة حرارة من (145-150) درجة مئوية لمدة (5-20) دقيقة بعدها يتم ترشيح الناتج وتجفيفها.
يعرف الكيتوسان على انه بوليمر مشترك ذو سلسلة مستقيمة يتكون من D- glucosamine وN-acetyl -D- glucosamine مرتبط بروابط تساهمية (1,4) в، يحتوي الكيتوسان على ثلاث مجموعات وظيفية تفاعلية وهي المجموعات الامينية الأولية والهيدروكسي الاولي ومجموعة الهيدروكسي الثانوية (6). تعتبر المجموعة الامينية البروتونية من اهم المجاميع المميزة في هذا البوليمر حيث تحمل شحنات موجبة وبالتالي يكون دورها مشابه لدور المغناطيس والتي تعمل على جذب جزيئة أي مادة بقربها او جنبها تحمل شحنة سالبة. نظرا لهذه المجاميع الفعالة فانه يلعب أدوارا مهمة في العديد من المجالات مثل التصوير الفوتوغرافي والتكنلوجيا الحيوية ومستحضرات التجميل والمنتجات الطبية الحيوية (الجلد الاصطناعي وتضميد الجروح والعدسات اللاصقة وما الى ذلك) ونظام التحرير المتحكم للأدوية وعلاج النفايات السائلة الصناعية لإزالة الايونات المعدنية والتلوين (7).
أيضا حُظي الكيتوسان باهتمام كبير في الطب والصيدلة على وجه الخصوص حيث يتميز الكيتوسان بقابليته على التحلل البيولوجي والتوافق الحيوي ومضاد للميكروبات وغير سام وخصائصه المضادة للأورام وسهل الامتصاص البيولوجي. وفقا لهذه الخصائص المتميزة دخل الكيتوسان في العديد من التطبيقات الطبية مثل تعزيز التئام الجروح والنشاط المضاد للعدوى والأنشطة المضادة للحموضة والقرحة التي تمنع او تضعف تهيج المعدة الناجم عن الادوية وتأثيرات وقائية متزايدة ضد العدوى التي تسببها بعض مسببات الامراض، كما ان الكيتوسان له تأثيرات معززة للمناعة وانشطة مضادة للأورام حيث يعمل على تثبيط نمو الخلايا السرطانية وتثبيط تكوين الاوعية الدموية الناجم عن الورم الخبيث (8).

المصادر
(1) Abdelhafid Karrat, Aziz Amine, Recent advances in chitosan –based electrochemical sensors and biosensors-07ISSUE2(2020)66-93.
(2) Bellouti Fatima, Hadj Djilani Soumeya, preparation de chitosane à partir des carapaces de crevette: étude et caractérisations, Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention d’un diplôme de Master, université Djilali Bounaama de Khemis Miliana (2018).

(3) Divya Lanka, Vijay kumar Mittapally, preparation and Applications of chitosan nanoparticles: A Brief Review. Dol :10.4172/2321-6212.
(4) Guibal, E., (2004), Interactions of metal ions with chitosan-based sorbents: a review. Separation and Purification Technology. 38(1): p. 43-74
(5) Lin, A. H., Liu, Y. M. and Ping, Q. N., Free amino groups on the surface of chitosan nanoparticles and its characteristics. Yao Xue Xue Bao., 42, 323-328 (2007).
(6) Kim, S. (2011): Chitin, Chitosan, Oligosaccharides and Their Derivatives, Taylor and Francis Group, LLC, 11,295.
(7) Dutta, P. (2016): Chitin and Chitosan for Regenerative Medicine, Springer India, (1), 122-288.
(8) Pan, W. A., Wu, B. B., & Wu, M. J. (2009). Chitosan nanoparticles cross-linked by glycidoxypropyltrimethoxysilane for pH triggered release of protein. Chinese Chemical Letters, 79-83.