Kitosaani ja sen käyttö lääketieteellisissä sovellutuksissa

Abstract

Tässä tutkimuksessa on tutustuttu kitosaaniin yhdisteenä ja perehdytty sen käyttöön erilaisissa lääketieteellisissä sovellutuksissa. Lähempää tarkastelua tehtiin kitosaanin rakenteeseen, erilaisiin valmistus- ja modifiointimenetelmiin, biologisiin- ja fysikaalisiin ominaisuuksiin sekä erinäisiin lääketieteellisiin käyttökohteisiin. Jo pelkästään ominaisuuksiensa puolesta kitosaani on hyvin moniulotteinen ja potentiaalinen yhdiste käytettäväksi niin lääketieteessä kuin muillakin osa-alueilla. Kitosaani on kitiinin tärkein johdannainen ja sitä saadaan deasetyloimalla kiinteää kitiiniä emäksisissä olosuhteissa tai entsymaattisella hydrolyysillä kitiinideasetylaasin läsnäollessa. Kitosaanin rakenne on hyvin lähellä selluloosan rakennetta. Tärkeimmät kitosaanin rakenteeseen liittyvät ominaisuudet ovat asetylaatio-/deasetylaatioaste sekä molekyylimassa. Tutkimuksessa tarkasteltiin molekyylimassan määrityksen kolmea tärkeintä menetelmää: viskositeetin määritystä, valonsirontakokeita ja geelipermeaatiokromatografiaa. Yksinkertaisuutensa vuoksi viskositeetin määritys on menetelmistä käytetyin. Kitosaanista ollaan tällä hetkellä ominaisuuksiensa puolesta hyvin kiinnostuneita sekä lääketieteen että farmasian aloilla. Sillä on paljon mielenkiintoisia ominaisuuksia, jotka tekevät siitä sopivan käytettäväksi biolääketieteen alalla, kuten biohajoavuus, biologinen yhteensopivuus ja myrkyttömyys eliöstölle. Muita tässä tutkimuksessa tarkasteltuja ominaisuuksista ovat mm. kipua lievittävä vaikutus, kasvaimenvastainen vaikutus, verenvuoroa tyrehdyttävä vaikutus, hypokolesterolimisuus, antimikrobisuus sekä antioksidanttisuus. Kitosaanilla ja sen johdannaisilla on monipuolisia sovellutuksia kudosteknologiassa. Kudosteknologia voidaan jakaa eri segmentteihin kudoksen tai elimen tyypin perusteella. Tässä tutkimuksessa on kerrottu tarkasti kitosaanin hyödyntämisestä luun, nivelsiteiden, ruston, jänteiden, maksan, hermoston ja ihon korvaamisessa. Em. lisäksi kitosaanijohdannaisia käytetään apuaineina lääkkeiden annostelussa ja geenisiirroksissa. Kudosteknologian sovelluksissa käytettävien bioaktiivisten kitosaanijohdannaisten valmistukseen käytetään yleisesti kahta strategiaa. Toisessa kitosaania modifioidaan muuttamalla sen fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia lisäämällä polymeeriketjuun tiettyjä rakenteellisia osia. Biomolekyylit voidaan adsorboida fysikaalisesti tai ”loukuttaa” kemiallisesti modifioidun kitosaanin pinnalle tai kitosaanisubstraatin sisään. Toisessa lähestymistavassa kemiallinen modifikaatio suoritetaan sitomalla kitosaaniin kovalenttisesti spesifisiä biomolekyylejä, kuten oligopeptidejä tai proteiineja. Kitosaanijohdannaisten käyttötarkoitus määräytyy pitkälti johdannaisen koostumuksen ja ominaisuuksien mukaan. Tutkimuksen perusteella kitosaani vaikuttaa erittäin käyttökelpoiselta lääketieteellisiin sovellutuksiin, etenkin kudosteknologian osa-alueella. Tulevaisuudessa kitosaanin ”loukutus” ominaisuutta sekä kitosaanitukirakenteiden lääkeaineiden/kasvutekijöiden vapauttamiskykyä voisi mahdollisesti hyödyntää myös syöpähoidoissa. Syöpäsoluja voisi mahdollisesti loukuttaa kitosaanitukirakenteiden sisään ja siten inhiboida solujen aktiivisuutta ja leviämistä. Toisekseen kitosaanitukiranteita voisi asettaa havaitulle kasvainalueelle vapauttamaan lääkeainetta paikallisesti.