کیتوسان

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
ساختار شیمیایی پلیمر کیتوسان

کیتوسان مشتقی از گلوکان با واحدهای تکرار شونده کیتین است که توسط روگت در سال ۱۸۵۹ با عامل شناخته شده ای بروز نموده و بسیار شایع تر از نوع ثانویه می باشد. جوشاندن کیتین در محلول پتاس با غلظت مشخص به دست آمد.

کیتین یک موکو پلی ساکارید طبیعی با فرمول شیمیایی (C8H13NO5) بوده که به وفور در اسکلت خارجی بندپایان مانند میگو ، خرچنگ و همچنین گیاهان پست از قبیل مخمرهاو کوتیکول حشرات یافت می شود.

کیتین، از واژه یونانی کیتون، به معنای پوشش سخت گرفته شده است. این ترکیب برای اولین بار توسط براکونوت در سال ۱۸۱۱ تشریح شد.

کیتوسان تجاری از اسکلت خارجی بندپایانی مانند میگو استخراج می شود.

اهمیت کیتین در تهیه کیتوسان از آن جا است که کیتوسان در فراورده های بالینی به دلیل سازگاری زیست شناسی با بقیه مواد، قابلیت هضم آسان، غیر سمی بودن، قدرت جذب بالا، و در دسترس بودن به عنوان یک حامل داروئی به کار می رود.

  • کیتین از لحاظ ساختاری با سلولز تنها در یک گروه استامید تفاوت دارد.

معنی کیتوسان[ویرایش]

کیتوسان با فرمول شیمیایی (C6H11NO4) از استیل زدایی کیتین بدست می آید که بدلیل غیر سمی بودن، خاصیت جذب بالا، امکان تجزیه در طبیعت، سازگاری با محیط زیست، مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی، توانایی حذف محدوده ی وسیعی از رنگ ها و فلزات، سینتیک سریع و در نهایت امکان تهیه مشتقات فراوان از آن، بسیار مورد توجه است. خصوصیات کیتوسان اغلب به طبیعت شیمیایی آن بستگی دارد. از جمله:

  1. درجه استیل زدایی
  2. جرم مولکولی
  3. کریستالیته
  4. بار یونی گروه های عاملی

تهیه کیتوسان[ویرایش]

در واکنش استیل زدایی، با اضافه کردن محلول سدیم هیدروکسید غلیظ و گرما، گروه‎های استیل آمین در کیتین به عامل های آمین تبدیل می‎شود.

تعداد گروه های استیل موجود روی زنجیر پلیمر، تفاوت بین این دو پلیمر را مشخص میکند. به طور قراردادی وجود 50 درصد گروههای آمیدی به عنوان مرز بین کیتین و کیتوسان در نظر گرفته می‎شود. یعنی پلیمر با درجه استیل زدایی کمتر از 50 درصد را کیتین و بیش از 50 درصد را کیتوسان می نامند.

اهمیت درجه استیل زدایی متفاوت[ویرایش]

در نمونه های تجاری کیتوسان، درجه استیل زدایی آن همیشه کمتر از %۹۵ است، زیرا افزایش بیشتر از این مقدار، موجب افزایش هزینه تولید و در نتیجه افزایش قیمت آن می شود. کیتوسان با درجه استیل زدایی بالا در پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد.


کاربردها[ویرایش]

تصفیه فاضلاب و مهندسی آب[ویرایش]

کیتوسان به دلیل ماهیت پلی کاتیونی، می تواند به عنوان یک عامل لخته کننده عمل کند و همچنین می تواند به عنوان یک عامل کی‌لیت کننده، یونهای فلزات سنگین را به دام بیندازد.

صنایع کاغذ سازی و بسته بندی[ویرایش]

زیست تخریب پذیری و سازگاری بالای آن با محیط زیست باعث شده است که از کیتین و کیتوسان در صنایع بسته بندی و همچنین کاغذهای قابل بازیافت استفاده شود. کیتوسان به دلیل شباهت زیاد ساختاری با سلولز می تواند به راحتی در کارخانه های کاغذسازی استفاده شود. کاغذهای تولیدی از کیتوسان دارای سطح صاف و مقاومت بالا در برابر رطوبت هستند که بسیار برای چاپ و نقاشی مناسب می باشند. همچنین به دلیل پیوندهای هیدروژنی بین زنجیرهای پلیمر، کاغذ قابل انعطاف و محکم بوده و در مقابل پارگی مقاومت می کند. علاوه بر این، کیتوسان به دلیل خاصیت ضدمیکروبی، در صنایع بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود.

صنایع نساجی[ویرایش]

کیتوسان به عنوان یک بیوپلیمر طبیعی غیرسمی، زیست تخریب پذیر و سازگار با محیط زیست گزینه مناسبی برای استفاده در صنایع نساجی است و علاوه بر این، خاصیت ضد باکتری این نمونه از الیافها موجب شده که امروزه از آنها در لباسهای ورزشی، البسه خانم ها، کودکان و لباسهای ظریف، زیبا، ضد بو و ضدحساسیت استفاده شود.

صنایع غذایی[ویرایش]

به دلیل ویژگیهایی چون خواص ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی و نیز جلوگیری از تغییر طعم و مزه و افزایش ماندگاری، از کیتوسان به عنوان یک افزودنی در فراورده های گوشتی و لبنی استفاده می شود. همچنین در بسته بندی مواد غذایی، فیلم های تولید شده از کیتوسان بی خطرند و به طور وسیعی برای بسته بندی غذاها استفاده می شوند. این بسته بندیها علاوه بر اینکه دارای خاصیت ضد میکروبی هستند از ویژگی مکانیکی خوبی نیز برخوردار می باشند.

کشاورزی[ویرایش]

در جهت ایجاد یک پوشش نازک روی خوراکی هایی نظیر میوه و سبزیجات که به صورت یک فیلم محافظ ضدباکتری و ضدقارچ مانع از فساد محصولات کشاورزی می شود.

پزشکی و بیو پزشکی[ویرایش]

کیتوسان با درجه خلوص مناسب در سیستم های آزادسازی و رهایش دارویی ، همودیالیز، پوست مصنوعی ، مشمع های دارو یی، بی حرکتی آنزیمی، لنزهای تماسی، بانداژ چشم، ارتوپدی، نخ جراحی، دندان پزشکی و کشاورزی به کار رفته و علاوه بر آن اثراتی چون توانایی جذب چربی، کاهش گلوکز، کلسترول و تری گلیسرید و ضد میکروبی نیز آن گزارش شده است، از حلالیت اندک کیتوسان ،باعث محدودیت هایی در کاربرد این ماده ارزشمند شده است .

کیتوسان در بخش های مختلف صنعت داروسازی به اندازه ای اهمیت دارد که پیش بینی شده بود در سال ۲۰۰۵ میلادی یکی از پرفروش ترین و مطرح ترین مواد اولیه تولید شده در جهان بوده و بازار جهانی را تحت‌الشعاع خود قرار دهد. ۷۵ درصد کیتوسان تهیه شده کاربرد دارویی و بهداشتی خواهد داشت.از کیتوسان به عنوان یک حامل دارویی قرن بیست و یکم نام برده شده است.

کاربرد در مهندسی پزشکی[ویرایش]

از کاربردهای در حال گسترش پلیمر کیتوسان در مهندسی پزشکی میتوان به موارد ذیل اشاره کرد:

کاربرد در بهبود زخم، کاربرد در مهندسی بافت ، کاربرد در ساخت حامل های دارویی در رهایش دارو، ساخت نانوحامل های کیتوسان در رهایش داروهای ضد سرطان و رهایش واکسن ها، ژن تراپی و زیست تصویر نگاری از ارگانهای حیاتی.

منابع[ویرایش]

ویکی‌پدیای انگلیسی [۱]

Yen, M., Yang, J., Mau, J. 2009. Physicochemical characterization of chitin and chitosan from crab shells. Carbohydrate Polymers. 75(1): 15-21.

Wang, T., Zhu, X.K., Xue, X.T., Wu, D.Y. 2012. Hydrogel sheets of chitosan, honey and gelatin as burn wound dressings. Carbohydrate Polymers. 88(1): 75-83.