ХІТОЗАН

ХІТОЗАН, Chitosan Hydrochloride (BP, PhEur), Poly-b-(1,4)-2-Amino-2-deoxy-D-glucose (CAS 9012-76-4); син. 2-Amino-2-deoxy-(1,4)-b-D-glucopyranan; chitosani hydrochloridum; deacetylated chitin; deacetylchitin; b-1,4-poly-D-glucosamine; poly-D-glucosamine; poly-(1,4-b-D-glucopyranosamine) — полісахарид, що містить сополімери глюкозаміну і N-ацетилглюкозаміну. Це білий або білий зі слабким жовтим відтінком порошок чи пластівці без запаху. Х. доволі часто може випадати в осад у вигляді волокон і схожий при цьому на бавовну. Часткове деацетилювання хітину призводить до утворення Х. Чіткої номенклатури стосовно різних ступенів N-деацетилювання між хітином і Х. не визначено, і Х. змінюється за складом залежно від виробника. По суті хітин — це Х., досить деацетильований у формі розчинних солей аміну. Ступінь деацетилювання, необхідний для отримання розчинного Х., має становити понад 80–85%. Х. комерційно доступний у декількох типах і сортах, які розрізняються за мол. м. (від 10 000–1 000 000), за ступенем деацетилювання та в’язкістю.

Х. є катіонним поліаміном з високим рівнем щільності при рН <6,5, а тому приєднується до негативно заряджених поверхонь і хелатів іонів металу. Це лінійний поліелектроліт з реакційними гідроксильними і аміногрупами (доступними для хімічної реакції та утворення солі). Наявність аміногруп дозволяє Х. реагувати з аніонними системами, що призводить до зміни фізико-хімічних характеристик. Азот у Х. перебуває в основному у формі первинних аліфатичних аміногруп, що зумовлює типові реакції для амінів, напр., N-ацилювання і реакції Шиффа. Майже всі функціональні властивості Х. залежать від довжини ланцюга, рівня щільності й розподілу реакційних груп. Численні дослідження показали, що форма солі, мол. м., ступінь деацетилювання, а також рН, при якому використовують Х., впливають на спосіб використання полімеру у фармацевтичній промисловості. Х. має такі властивості: рН 4,0–6,0 (для 1% водного розчину); щільність — 1,35–1,40 г/см3; Тсклув — 203 °C; Х. поглинає вологу з атмосфери, кількість якої залежить від початкової вологи, температури і відносної вологості навколишнього повітря; гранулометричний склад <30 мм; розчинність Х. залежить від ступеня деацетилювання та від додавання солі в розчин (чим вища іонна сила, тим нижча розчинність, як результат ефекту висолювання, що призводить до осадження Х. у розчині): легкорозчинний у розбавлених і концентрованих розчинах більшості органічних кислот і певною мірою — в мінеральних неорганічних кислотах (крім фосфорної та сірчаної); помірно розчинний у воді, практично не розчиняється в етанолі (95%), інших органічних розчинниках, а також нейтральних або лужних розчинах при рН >6,5; Х. доступний у широкому спектрі в’язкості: внаслідок його високої мол. м. і лінійної нерозгалуженої структури Х. є відмінним агентом, що підвищує в’язкість у кислому середовищі; в’язкість розчинів Х. підвищується зі зростанням його концентрації, зниженням температури і підвищенням ступеня деацетилювання.

Х. отримують хімічною обробкою раковин ракоподібних, таких як креветки і краби. Основний виробничий процес містить видалення білків шляхом обробки лугом і мінералів, таких, як карбонат кальцію і фосфат кальцію, шляхом обробки кислотою. Перед цим раковини подрібнюють, щоб зробити їх більш доступними. Оболонки спочатку звільняють від білка шляхом обробки 3–5% водним розчином гідроксиду натрію. Отриманий продукт нейтралізують, видаляють кальцій обробкою 3–5% водним розчином соляної кислоти при кімнатній температурі для осадження хітину. Хітин сушать, щоб він був стабільним проміжним продуктом для деацетилювання його до Х. на більш пізньому етапі. Деацетилювання хітину досягається шляхом обробки 40–45% водним розчином гідроксиду натрію при температурі 110 °C, і осад промивають водою. Неочищений зразок розчиняють у 2% оцтовій кислоті й нерозчинну речовину видаляють. Надосадовий прозорий розчин нейтралізують водним розчином гідроксиду натрію та отримують очищений білий осад Х. Продукт може бути додатково очищений і подрібнений до тонкого рівномірного порошку або гранул. Тварини, з яких отримують Х., мають бути здоровими (придатними для вживання в їжу).

Х. використовують у косметиці й досліджують з метою використання в ряді фармацевтичних препаратів. Вивчали придатність і продуктивність Х. як компонента фармацевтичних препаратів для доставки АФІ. До них належать системи з контрольованою доставкою ліків, які досліджувались як мукоадгезивні лікарські форми, лікарські форми зі швидким вивільнення АФІ, а також з метою покращання доставки пептидів та генів. Х. використано в таких лікарських формах, як гелі, плівки, мікросфери, таблетки і в покриттях для ліпосом. Крім того, Х. може бути використаний у системах доставки АФІ з використанням методів, у тому числі розпилювальне висушування, коацервація, пряме пресування та гранулювання.

Х. розглядають як нетоксичну та неподразнювальну речовину, несумісну із сильними окиснювачами.

Порошок Х. стабільний при кімнатній температурі (є гігроскопічним після висушування). Х. слід зберігати у щільно закритій тарі в прохолодному сухому місці. PhEur 6,5 свідчить про те, що Х. слід зберігати при температурі 2–8 °C.

Brine C.J. Advances in Chitin and Chitosan. — London, 1992; Gocho H. Effect of polymer chain end on sorption isotherm of water by chitosan // Carbohydr. Polym. — 2000. — Vol. 41; He P. Sustained release chitosan microsphere produced by novel spray drying methods // J. Microencapsul. — 1999. — Vol. 16; Illum L. Chitosan and its use as a pharmaceutical excipient // Pharm. Res. — 1998. — Vol. 15; Kumar M.N.V.R. A review of chitin and chitosan applications // React. Funct. Polym. — 2000. — Vol. 46; Remunan-Lopez C. Design and evaluation of chitosan/ethylcellulose mucoadhesive bilayered devices for buccal drug delivery // J. Control. Release. — 1998. — Vol. 55; Sakurai K. Glass transition temperature of chitosan and miscibility of chitosan/poly (N-vinyl pyrrolidone) blends // Polymer. — 2000. — Vol. 41; Senel S. Chitosan films and hydrogels of chlorhexidine gluconate for oral mucosal delivery // Int. J. Pharm. — 2000. — Vol. 193; Singla A.K., Chawla M. Chitosan: some pharmaceutical and biological aspects — an update // J. Pharm. Pharmacol. — 2001. — Vol. 53.