کیتوسان دارای چندین خواص بیولوژیکی است که آن را به عنوان یک ماده جذاب برای استفاده در صنعت پزشکی تبدیل كرده است. این خصوصیات شامل تجزیه پذیری، عدم سمیت، اثرات ضد قارچی، شتاب در بهبود زخم و تحریک سیستم ایمنی بدن است. در این محتوا تلاش کردیم تا به معرفی کیتوسان یا کیتوزان، خواص و ویژگیهای آن در پزشکی، کاربرد کیتوسان در پزشکی، استفاده های کیتوسان در داروسازی و مهندسی پزشکی، مزایا و معایب کیتوسان در پزشکی بپردازیم.
در این مطلب موضوعات زیر را مطالعه خواهید کرد:
کیتوسان چیست؟
کیتوسان یک بیوپلیمر نیمه سنتز به دست آمده از کیتین صدف سخت پوستان است. این بیوپلیمر در پزشکی به طور گسترده برای رهایش دارو و مهندسی پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد. کیتوسان یا کیتوزان با فرمول شیمیایی C8H13NO5 یک ماده طبیعی است كه به طور عمده از پوسته سخت پوستان بدست می آید. این ماده پلی ساکارید حاوی نیتروژن كه از زنجیره ای از چندین کربوهیدرات (واحدهای N- استیل- D- گلوکوزامین و D- گلوکوزامین) به هم مرتبط مشتق شده است. کیتوزان از بافت اصلی تشکیل دهنده پوسته سخت پوستان (میگو و خرچنگ)، نرم تنان، صدف، حشرات خانواده بندپایان، جلبکها، مخمرها و قارچها تولید می شود. این ماده کمی شبیه کلاژن یا الاستین در پستانداران و انسانها است. برای تولید 1 کیلوگرم کیتوزان، تقریباً 20 تا 10 کیلوگرم پوسته سخت پوستان لازم است.
خواص و ویژگیهای کیتوسان در پزشکی
کیتوسان ماده ای غیر سمی، زیست تخریب پذیر، تقریبا غیر آلرژی، زیست فعال و سازگار با محیط زیست است و قابلیت جذب خوبی دارد. این ویژگیها، کیتوزان را به یک ماده جذاب برای کاربردهای مختلف از جمله در پزشكی تبدیل كرده است. ویژگی زیست فعال و فعالیت بیولوژیکی کیتوسان شامل خواص ضد میکروبی، ضد قارچی، ضد توموری، بهبود زخم و قطع خونریزی، ضد سرطانی، ضد دیابتی و آنتی اکسیدان می باشد. فرآیند تولید این ماده تاثیر زیادی بر خواص و ویژگیهای کیتوسان در پزشکی دارد؛ زیرا فرآیندهای تولید استیله شدن کیتوزان را کنترل می کنند. این بدین معناست که گروه های آمینو آزاد در آن با مولکولهای با بار منفی متصل می شوند.
کاربردهای کیتوسان در پزشکی
کیتوزان به خاطر چندین خواص و ویژگیهای منحصر به فرد بیولوژیکی در صنعت پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده در محیط اسیدی به دلیل پروتئین سازی گروه های آمینه دارای بارهای مثبت است و می تواند به آنزیمهای منفی در مخاط متصل شود و منجر به بهبود غشاهای مخاطی شود. همچنین بارهای مثبت بر روی کیتوسان می تواند به بارهای منفی بر روی گلبولهای قرمز (RBC) متصل شوند. در نتيجه این ماده به عنوان عامل بهبودی هموستاتیک عمل می كند. لذا نانوالیاف کیتوسان در پزشکی با (قطر 50-500 نیوتن متر) به عنوان مواد بهبودی هموستاتیک و زخم كاربرد دارد. گروه های آمینهD- گلوکوزامین کیتوسان می توانند در حضور یونهای پروتون که در ناحیه التهابی آزاد می شوند، پروتون شوند. در نتیجه می توان از کیتوسان در پزشکی به عنوان ضد درد و ضد التهابی استفاده كرد.
کیتوسان توسط سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) برای استفاده در پانسمان زخم تایید شده است. بنابراین این ماده در بانداژ چشم، نخ جراحی و بخیه ها به طور عمده مصرف می شود. در بهبود زخم، کیتوزان در جلوگیری از عفونت با خاصیت ضد باکتریایی و ضد قارچی عمل می کند. کیتوسان در پزشکی در ژن درمانی برای انتقال دارو در درمان بیماریها در سلولهای مختلف مانند سلولهای جنینی انسان، سلولهای دهانه رحم سرطان و سلولهای فیبروبلاست استفاده می شود. کیتوزان به دلیل توانایی آن در بهبود انتقال دارو، نشان دادن اثرات سیتوتوکسیک بر روی سلولهای سرطانی و تحریک پاسخ سیستم ایمنی در برابر سرطان، پتانسیل بالایی در درمان سرطان دارد.
استفاده کیتوسان در داروسازی و مهندسی پزشکی
با توجه خواص و ویژگیهای زیست فعالی، کیتوسان در داروسازی و مهندسی پزشکی نظیر ارتوپد، پریودنتال، مهندسی بافت، کاشت دندان، رگهای خونی مصنوعی، پوستهای مصنوعی، لنزها، مایع لنز چشم، کنترل کلسترول خون و درمان ترمیم استخوان كاربرد دارد. از کیتوسان در پزشکی می توان برای ترمیم نقص استخوان و حمل سلولهای بنیادی مزانشیمی برای احیا عصب و تاندون استفاده کرد. استفاده از آن در ترمیم استخوان یک پیشرفت عمده به عنوان احیا کننده در علم پزشکی است.
کیتوزان به طور گسترده در صنعت داروسازی در سیستمهای حامل دارو به اشکال مختلف مانند قرصها، میسلها، واکسنها، اسیدهای نوکلئیک، هیدروژل، نانو ذرات و ترکیبات دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین در پرکننده در قرصها، برای تغییر روش انحلال برخی داروها و برای پنهان کردن طعم تلخ داروها استفاده می شود. هیدروژلهای کیتوزان با مواد مخدر می توانند به آرامی داروها را آزاد كنند و از آسیب بافت ناشی از اثر پشت سر هم به دلیل انتشار ناگهانی دارو جلوگیری کنند.
مزایا و معایب کیتوسان در پزشکی
در میان پلیمرهای زیستی مختلف موجود در طبیعت، کیتوسان بالاترین خواص ضد میکروبی، غیرسمی، زیست تخریب پذیری، زیست سازگاری بالا، سطح پایین واکنشهای ایمنی، خاصیت چسبندگی و افزایش جذب را نشان می دهد. به دلیل خواص مفید به بدن، کیتوسان به طور گسترده در سیستمهای دارورسانی (DDS) با بهبود توزیع زیستی، افزایش ویژگی، کاهش سمیت دارویی و حساسیت استفاده می شود. با وجود ویژگیهای بسیار جذاب و کاربردی کیتوسان در پزشکی، معایبی نیز دارد. از معایب کیتوسان می توان به خواص مکانیکی ضعیف و میزان بالای تجزیه پذیری آن اشاره کرد.
سوالات متداول کیتوسان در پزشکی
1- کیتوسان چگونه باعث کاهش وزن می شود؟
کیتوسان به عنوان مکمل غذایی برای کاهش وزن، شبیه ژل با به دام انداختن چربیها عمل می کند. این ماده می تواند به لیپیدها تا 15 برابر حجم خودش متصل شود. کیتوزان با تشکیل یک ژل فشرده چربی كه نسبت به تجزیه اسید در معده، آنزیمها و اسیدهای صفراوی حساس نیست، از طریق بدن دفع شود.
2- کیتوسان در تصفیه آب چه کاربردی دارد؟
خصوصیات کلات طبیعی کیتوزان، آن را برای تصفیه آب مناسب می کند. این ماده طبیعی با اتصال و حذف یونهای فلزی مانند مس، سرب، جیوه و اورانیوم می تواند در تصفیه آب مفید باشد.
3- کشورهای تولید کننده کیتوزان كدامند؟
ژاپن یکی از اصلی ترین تولید و صادرکنندگان کیتین است. همچنین این ماده در مقادیر زیادی در ایالات متحده، کانادا و هند تولید می شود. تولید سالانه کیتین به طور متوسط 2000 تا 3000 تن می رسد که 60% تا 70% از آنها برای ساخت کیتوزان یا کیتوسان به كار می رود.
4- کیتوسان در صنعت كشاورزی چه كاربردی دارد؟
پوشش بذر و کود، برخی از کاربردهای کیتوسان در صنعت کود و کشاورزی است. استفاده از کیتوزان به عنوان كود منجر به بهبود جوانه زنی، ریشه زایی، رشد برگ، حفظ رطوبت خاک و افزایش میزان محصولات مي شود و در عین حال از بروز عفونتهای قارچی و بیماریها می کاهد.
5- خواص ضد سرطانی کیتوسان از چه چیز ناشی می شود؟
پتانسیل کیتوزان در توانایی مبارزه با سرطان در افزایش انتقال دارو به سلولهای سرطانی نهفته است. می توان آن را در سیستمهای مختلف دارورسانی مانند نانوذرات، میکروذرات و هیدروژلها فرموله کرد. این داروها می توانند داروهای ضد سرطان را در جای خودشان نهند و در عین حال عوارض جانبی سیستمیک را به حداقل برسانند.
