Содержание к диссертации
Введение
1. Хитин и его производные 17
1.1. Химическое строение хитина и хитозана 17
1.2. Надмолекулярная организация хитина и хитозана 20
1.3. Способы выделения хитина 20
1.3.1. Химические способы выделения хитина 21
13.2. Электрохимический способ выделения хитина 21
1.3.3. Биохимические способы выделения хитина 22
1.4. Способы получения хитозана из хитина 24
1.5. Хитин-глюкановый комплекс - альтернативный источник хитина 25
1.6. Методы получения производных хитина и хитозана 28
1.6.1. Основные направления модификации 28
1.6.2. Производные хитина 29
1.6.2.1. Сложные эфиры хитина и неорганических кислот 29
1.6.2.2. Сложные эфиры хитина и карбоновых кислот 32
1.6.2.3. Простые эфиры хитина 34
1.6.2.4. Элементсодержащие производные хитина 38
1.6.2.5. Синтез производных хитина в гомогенных условиях 39
1.6.3. Производные хитозана 40
1.6.3.1. Сложные эфиры хитозана 40
1.6.3.1.1 .Сульфопроизводные хитозана 40
1.6.3.1.2. Фосфорсодержащие производные хитозана 43
1.6.3.1.3. Нитраты хитозана 45
1.6.3.1.4. Ацильные производные хитозана 45
1.6.3.2. Простые эфиры хитозана 48
1.6.3.2.1. Карбоксиалкилхитозаны 49
1.6.3.2.2. Сульфоалкилхитозаны 50
1.6.3.2.3. Гидроксиалкилхитозаны 51
1.6.3.2.4. Другие простые эфиры хитозана 51
1.6.3.3. N-ттроизводные хитозана 52
1.6.3.3.1. N-алкшгхитозаны 52
1.6.3.3.2. N-ацилхитозаны 58
1.6.3.3.3. Основания Шиффа 61
1.6.3.3.4. Другие производные хитозана 63
1.6.4. Привитые сополимеры на основе хитина и хитозана 64
1.6.4.1. Гибридные сополимеры на основе хитина 64
1.6.4.2. Гибридные сополимеры на основе хитозана 68
1.6.5. Разветвленные полисахариды на основе хитина и хитозана 72
1.7. Применение хитина и хитозана 77
1.7.1, Использование хитинсодержащих материалов в медицине 78
1.7.1.1. Хитин и хитозан в качестве носителей лекарственных средств 78
1.7.1.2. Действие хитозана на организм человека 79
1.7.1.3. Использование хитина и хитозана в хирургии 82
1.7.1.3.1. Средства для заживления ран 82
1.7.3.3.1. Биоактивные свойства хитин-глюкановых комплексов 84
1.7.1.3.3.Волокна для хирургических шовных материалов на основе хитина и его производных 86
1.7.1.3.4. Растворители для приготовления прядильных растворов хитина и свойства растворов 87
1.7.1.3.4.1 .Комплексный растворитель хитина диметилацетамид/ LiCl 90
2. Химическая модификация хитозана 95
2.1. Аллилхитозан - лабильное реакционноспособное производное хитозана 95
2.1.1. Особенности синтеза аллилхитозана (АХАН) 97
2.1.2. Молекулярные и надмолекулярные превращения в уксуснокислых растворах аллилхитозана 105
2.1.3.Твердофазные превращения АХАН 115
2.1,4. Радиационно-химические превращения аллилхитозана 119
2.2. Привитые полимеры на основе хитозана и аллилхитозана 128
2.2.1. Привитая полимеризация винилацетата 129
2.2.1.1. Привитая полимеризация винилацетата на хитозан 129
2.2.1.2. Привитая полимеризация винилацетата на аллилхитозан 137
2.2.2. Привитая полимеризация N-винилпирролидона 147
2.2.2.1. Привитая полимеризация N-винилпирролидона на хитозан 148
2.2.2.2. Привитая полимеризация N-винилпирролидона на аллилхитозан 154
2.2.2.3. Исследование композиционного состава сополимеризатов N-Bn-XAHnN-Bn-AXAH 155
2.2.2.4. Микробиологическое тестирование сополимеров ХАН-ПВП 156
2.2.3. Привитая полимеризация винилсульфокислоты 157
2.2.3.1. Поликомплексы хитозан - поливинилсульфокислота 161
2.2.4. Привитая полимеризация анилина 166
2.2.4.1. Физико-химические и электрофизические свойства хитозановых пленок с привитым ПАНИ 170
3. Хитин-глюкановый комплекс и его модификация 177
3.1. Изучение состава хитин-глюкановых комплексов 177
3.2. Гидролиз хитин-глюканового комплекса гриба Aspergillus niger фосфорной кислотой 180
3.3. Химическая структура хитин-глюканового комплекса Aspergillus niger 185
3.4. Надмолекулярная организация хитин-глюкановых комплексов 186
3.5. Физико-химические свойства хитин-глюкановых комплексов 187
3.5.1. Термические свойства ХГК Aspergillus niger 187
3.5.2. Реология растворов ХГК Aspergillus niger 189
3.5.2.1. Характеристика пленок ХГК Aspergillus niger 191
3.5.3.Гидродинамические и оптические характеристики ХГК 192
3.5.4. Исследование конформации макромолекул ХГК Aspergillus niger в пленках методом малоуглового рассеяния нейтронов 203
3.6. Химическая модификация ХГК 205
3.6.1. Дезацетилирование ХГК из различных источников 206
3.6.2. Карбоксиметилирование ХГК 208
3.6.3. Сульфоэтилирование ХГК 213
3.6.4. Сорбционные характеристики хитин-глюкановых комплексов и их производных 220
4. Биоматериалы и препараты на основе хитина и хитозана 232
4.1. Структура и свойства волокон на основе хитина и его композиций 233
4.1.1. Влияние частичного дезацетилирования хитина на свойства волокна 233
4.1.2. Влияние молекулярно-массового распределения хитина на свойства хитинового волокна 236
4.1.3. Влияние модифицирующих добавок на свойства хитинового волокна 238
4.1.3.1. Композиционные волокна на основе хитина и эфиров целлюлозы 238
4.1.3.2. Композиционные волокна на основе хитина и поливинилпир-ролидона 240
4.1.3.3. Композиционные волокна на основе хитина и целлюлозы 244
4.1.3.3.1. Надмолекулярная структура растворов смесей хитинаи целлюлозы в общем растворителе диметилацетамиде с хлоридом лития 247
4.1.3.3.2. Взаимодействие макромолекул хитина и целлюлозы в разбавленных растворах их смесей 254
4.1.3.3.3. Определение параметра взаимодействия хитин-целлюлоза 256
4.1.3.3.4. Структура композитных плёнок хитин-целлюлоза по данным малоуглового рассеяния нейтронов 260
4.2. Биологические испытания производных хитина и обоснование их применения для коррекции имунодефицитных состояний 263
4.2.1. Характеристика исследованных производных хитина и хитозана 263
4.2.2. Изучение острой токсичности производных 264
4.2.3. Зависимость токсических свойств препаратов хитина и хитозана от их химической структуры 266
4.2.4. Защитное действие хитозана при бактериальной септической инфекции 268
4.2.5. Противовирусное действие производных хитозана 271
4.2.6. "Хитосол" - иммуностимулятор биологической системы защиты организма животных 273
4.2.7. Изучение влияния хитозана на течение раневого процесса 277
5. Выводы 282
6. Заключение 284
7. Приложение (Методическая часть) 286
7.1. Материалы и реактивы 286
7.2. Синтез аллилхитозана 288
7.3.Синтез привитых сополимеров на основе хитозана и аллилхитозана 289
7.3.1 .Привитая полимеризация винилацетата на хитозан 289
7.3.2. Привитая полимеризация N-винилпирролидона на хитозан 291
7.3.3. Привитая полимеризация Na-винилсульфоната на хитозан 293
7.3.4.Прививка анилина на хитозан 294
7.4.МодификацияХГК 295
7.4.1. Дезацетилирование ХГК 295
7.4.2. Сульфоэтилирование ХГК 296
7.4.3. Карбоксиметилирование ХГК 296
7.4.4. Определение сорбционной ёмкости производных ХГК 297
7.5. Синтез производных хитина и хитозана для биологических исследований 297
7.5.1.Подготовка образцов хитозана для многофакторного эксперимента по препарату "Хитосол" 299
7.6. Формование хитиновых и композиционных волокон 299
7.7. Физико-химические методы характеристики полимеров, использованные в работе 300
- Надмолекулярная организация хитина и хитозана
- Сложные эфиры хитозана
- Основания Шиффа
- Действие хитозана на организм человека
Введение к работе
Актуальность темы. Полисахариды - обширный класс жизненно важных веществ, которые выполняют разнообразные функции в живых организмах. Химическое строение их макромолекул (тип гликозидной связи, моносаха-ридный состав цепи, наличие функциональных групп) определяет их биологическое назначение.
Хитин - уникальный по свойствам и второй после целлюлозы по распространенности природный полисахарид. Однако до сих пор хитин не получил широкого применения из-за раздробленности сырьевых ресурсов. Хитин присутствует в организмах ракообразных, насекомых, грибах и некоторых видах водорослей. Одним из наиболее доступных источников хитина, имеющим промышленное значение, являются грибы, используемые в биохимических производствах. Хитин присутствует в клеточных стенках грибов в виде хитин-глюканового комплекса (ХПС). Всестороннее исследование ХГК различных грибов от установления состава до получения на их основе продуктов, обладающих высокими сорбционными характеристиками, является актуальным направлением исследований.
Существующие объемы производства хитина и его производного - хи-тозана в мире (10000 т в 2003г) слишком малы в сравнении с сырьевыми ресурсами (ежегодное воспроизводство хитина составляет 10 млрд тонн). Для значительного увеличения потребления хитина необходима его химическая модификация путем введения в его структуру разнообразных функциональных групп, придающих ему новые свойства, расширяющие сферу его использования. В связи с этим особое значение приобретает разработка новых методов модификации хитина и хитозана, обеспечивающих получение селективно замещенных производных, изучение закономерностей реакций модификации и превращений полученных соединений при различных физических воздействиях.
Важной задачей является также получение материалов на основе хитина и его производных для биомедицинских целей, выявление способности
10 производных к усилению устойчивости организма человека к бактериальной и вирусной инфекции и установление связи химической структуры производных с их токсичностью и эффективностью защитного действия. Эти исследования особенно актуальны в связи с появлением новых опасных для человека вирусов.
Большой интерес представляет создание на основе хитина хирургического шовного материала, способного рассасываться в организме человека. Вследствие способности макромолекул хитина к самопроизвольной кристаллизации с образованием ленточно-фибриллярной структуры хитиновые волокна имеют низкую эласти-чность. Нарушение возможности регулярной укладки макромолекул хитина во время формования волокон можно вызвать, внося изменения в структуру макромолекул хитина путем частичного дезаце-тилирования, расширяя его молекулярно-массовое распределение или вводя в растворы хитина модифицирующие добавки других полимеров. Применение этих методов обеспечило получение хитиновых волокон с удовлетворительными деформационно-прочностными характеристиками. Целью работы является разработка научных основ структурной и химической модификации хитина, хитозана и хитин-глюкановых комплексов и установление связи между химической структурой и свойствами полученных производных. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
изучение реакции алкилирования хитозана и хитин-глюкановых комплексов, выявление общих закономерностей и различий процессов синтеза;
установление влияния структуры синтезированных соединений на их физические и физико-химические свойства;
исследование кинетических закономерностей реакций привитой полимеризации мономеров различного строения на хитозан, установление оптимальных режимов синтеза, изучение свойств привитых сополимеров и, выявление возможностей их применения;
изучение состава хитин-глюкановых комплексов различного происхождения, исследование их надмолекулярной организации и химической структуры, выявление возможных областей их практического использования в нативной и модифицированных формах;
обоснование методов модификации надмолекулярной структурной организации хитина для улучшения физико-механических свойств хитинового волокна;
исследование биологической активности хитозана и его производных и определение областей их применения, установление корреляции между химическим строением производных и их биологической активностью. Научная новизна работы состоит в развитии фундаментальных представлений о связи строения, надмолекулярной организации хитина и хитозана с их реакционной способностью, о влиянии тонкой химической структуры на свойства синтезированных производных, о возможности регулирования свойств получаемых материалов (волокон) методом структурной модификации.
В работе впервые изучены закономерности синтеза нового непредельного производного хитозана - аллилхитозана и его превращений под действием инфракрасного и радиационного излучений. Установлены условия перехода полимера в нерастворимое состояние и его трансформации в твердой фазе.
Впервые изучены реакции привитой сополимеризации хитозана и аллилхитозана с мономерами винилового ряда различного строения и выявлены их закономерности. Показано влияние аллильных групп на кинетику процесса и формирование структуры сополимеров.
Впервые получены привитые сополимеры хитозана и аллилхитозана с винилпирролидоном и винилсульфокислотой и выявлена их биологическая активность.
Впервые изучена гетерогенная привитая полимеризация анилина на хитозан и получены электропроводящие пленки на основе хитозана.
Исследованы химический состав и физико-химические свойства хитин-глюкановых комплексов различного происхождения, установлена связь соотношения хитин/глюкан в комплексах на их молекулярные характеристики и надмолекулярную организацию в твердом состоянии и растворах.
Впервые осуществлена химическая модификация хитин-глюкановых комплексов путем введения ионообменных групп.
Разработаны принципы структурной модификации хитинового волокна введением легирующих добавок синтетического полимера или полисахаридов другого строения,
Впервые осуществлено совмещение хитина и целлюлозы в общем растворителе и изучено влияние совместимости этих полисахаридов на механические свойства композиционных волокон на основе хитина.
Обнаружены иммуномоделирующие свойства хитозана и его производных. В экспериментах на животных показана перспективность их применения для коррекции иммунодефицитных состояний различной этиологии.
Практическая значимость диссертационной работы:
Разработаны условия получения привитых сополимеров различного строения, обладающих термопластичными, биоактивными или электропроводящими свойствами, перспективных для использования в качестве покрытий, гемосовместимых и проводящих материалов.
Установлено, что производные хитин-глюкановых комплексов с введенными в их состав ионогенными группами являются селективными сорбентами ионов тяжелых металлов с высокой емкостью и могут быть использованы в качестве энтеросорбентов и сорбентов для доочистки питьевой воды.
Структурная модификация хитиновых волокон путем введения малых добавок целлюлозы, ее эфиров или поливинилпирролидона позволила существенно улучшить деформационно-прочностные свойства волок-
13 на, предназначенного для хирургического рассасываемого шовного материала. На основании проведенных исследований установлены оптимальные составы прядильных растворов для получения прочного и эластичного хитинового волокна. 4. Результаты исследований, проведенных на животных, свидетельствуют об эффективности применения препаратов хитозана при бактериальных и вирусных инфекциях, а также при раневой болезни. Показано, что наиболее важную роль в реализация лечебного действия лекарственных средств, созданных на основе хитозана, имеет их действие на иммунную систему. Данные, полученных при изучении влияния различных лекарственных форм хитозана (растворов, гелей, пленок) на процесс заживления кожной раны у животных, показали, что они обеспечивают достоверное ускорение процесса репарации кожи. Получено авторское свидетельство "Способ повышения резистентности поросят к инфекционным заболеваниям". Показана перспективность хитозана и его производных в качестве стимулятора процесса заживления ран. Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
Разработанный метод получения нового непредельного производного хитозана - аллилхитозана и закономерности его химических превращений;
Роль аллилхитозана в качестве регулятора структуры привитых сополимеров и выявленные закономерности привитой полимеризаций виниловых мономеров и анилина на хитозан и аллилхитозан;
Принципы химической модификации хитин-глюкановьгх комплексов грибов, позволяющие рационально использовать новые источники хитина;
Принципы структурно-химической модификации хитина путем нарушения регулярности его химической структуры, изменения молекуляр-но-массового распределения и введения добавок поливинилпирроли-дона, целлюлозы или ее производных в раствор хитина в комплексном
14 растворителе. Установленная корреляция совместимости макромолекул хитина и целлюлозы в общем растворителе с деформационно-прочностными свойствами композиционных волокон. Личный в клал автора заключается в выборе направлений исследования, постановке конкретных задач, теоретическом и методическом обосновании способов их решения, планировании и непосредственном участии в эксперименте, анализе полученных результатов и их обобщении. Достоверность полученных результатов подтверждается взаимной согласованностью результатов, полученных при использовании комплекса методов: ЙК и 13С- и !Н-ЯМР спектроскопии, статического и динамического рассеяния света, рентгеноструктурного анализа, метода малоуглового рассеяния нейтронов и электронной микроскопии при изучении химической структуры полученных соединений, надмолекулярной организации растворов, волокон и пленок.
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на I-IV Всесоюзных конференциях по производству и использованию хитина и хитозана. (Владивосток, 1983, Мурманск, 1987, Москва 1991 и 1995), I Межвузовской конференции "Новые фармакологологические средства в ветеринарии "(Ленинград. 1989), Всесоюзной конференции "Химия, технология и применение целлюлозы и ее производных" (Суздаль 1990), VI Всесоюзной конференции по физике и химии целлюлозы (Минск. 1990), Всесоюзной конференции "Фундаментальные проблемы современной науки о полимерах" (Ленинград, 1990), Всесоюзной конференции "Химия и реакционная способность целлюлозы и ее производных" (Чолпон-Ата, 1991), the Ist International Congress on Immureabilitation (Dagomys. Russia, 1994), the 1st, 5th Asia-Pacific Chitin-Chitosan Symposium (Malaysia, Bangi, 1994; Bangkok, Thailand, 2002), the 2nd-5* International Symposium "Molecular Order and Mobility in Polymer Systems" (S.-Petersburg, 1996, 1999, 2002, 2005), the 1st European Conference on Neutron Scattering. (Swiss, 1996), XVIII, XX Symposiums on Rheol-ogy (Karacharovo, Russia. 1996, 2000), International Symposium "New Ap-
proachts in Poly-mer Synthesis and Macromolecular Formation" (S.-Petersburg. 1997), International Conference "Natural Substances for Health and Beauty" (Riga, 1997), III Всероссийском совещании "Лесохимия и органический синтез" (Сыктывкар, 1998), the 3rd International Conference of the EUCfflS (Potsdam, Germany, 1999), V-VII Всероссийских конференциях "Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана" (Москва-Щелково, 1999, 2001, С.Петербург 2003), Всероссийской конференции "Химия и технология растительных веществ" (Сыктывкар, 2000), the 10th Intern. Congress on Infectious Diseases (Singapore, 2002), I Всероссийской конференции "Морские прибрежные экосистемы" (Москва-Голицино, 2002), Всероссийской научно-технической конференции"Эфиры целлюлозы и крахмала" (Суздаль, 2003), the 17th International Conference on Macromolecules (Bratislava, 2003), III Всероссийской Каргинской конференция (Москва, 2004), Всероссийской научной конференции "Эпидемиология, лабораторная диагностика и профилактика вирусных инфекций" (Санкт-Петербург, 2005).
Публикации По материалам диссертации опубликовано 42 статьи и получено 1 авторское свидетельство.
Структура и обьем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, вьгоодов, библиографического списка (560 наименований) и методической части. Работа изложена на 360 с, включает 90 рисунков, 47 таблиц. Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ, проводимых в Институте высокомолекулярных соединений РАН по темам "Реакционная способность и гетерофазные превращения природных полисахаридов" Гос. № 01.99.0004676; "Структура полисахаридов различного происхождения и их химическая и физико-химическая модификация" Гос. № 01.200.2 04460; "Исследование структурной организации и реакционной способности целлюлозы, хитина и их производных".Гос. № 0120.0 504736; "Создание материалов биомедицинского назначения на основе синтетических и природных полимеров" Гос. № 0120.0 504732 и Федеральной целевой программы "Интеграция" № АО 143.
Работа выполнена в лаборатории химии и физической химии природных полимеров Института высокомолекулярных соединений РАН при участии сотрудников ряда других лабораторий ИВС РАН: рентгенографические исследования проведены к.ф.-м.н. Ю.Г. Баклагиной, исследования надмолекулярной структуры растворов - к.ф.-м.н. Е.Б. Тарабукиной и н.с, Н.А. Калининой и молекулярных характеристик полимеров осуществлено под руководством к.ф.-м.н. СИ. Кленина, изучение состава сополимеризатов методом тонкослойной хроматографии выполнено к.х.н. Л.С. Литвиновой, формование волокон и определение их деформационно-прочностных характеристик осуществлено под руководством к.х.н. Г.М. Михайлова, исследование электропроводящих свойств сополимеров анилина выполнено к.ф.-м.н. В. И. Фроловым.
Изучение радиационной деструкции хитина и его производных проведено совместно с д.ф.-м.н. Б.Г. Ершовым (Институт физической химии РАН).
Исследования методом нейтронного рассеяния проведены к.ф.-м.н. В.Л, Алексеевым (Санкт-Петербургский институт ядерной физики РАН).
Изучение хитин-глюкановых комплексов проведено совместно С Д.Т.Н. Г. А, Пазухиной (Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия) и к.х.н. С. И. Ганичевой (Всероссийский институт пищевых ароматизаторов и красителей).
Биологическое тестирование производных хитозана проведено к.ф.-м.н. В.Н. Шелегединым (Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет).
Медико-биологические исследования были инициированы д.м.н. Ю. Ф. Ковалем и развиты под руководством д.м.н. К,Д. Жоголева к.м.н. В.В. Шейба-ком и к.м.н. В. Ю. Никитиным (Военно-медицинская академия им. СМ. Кирова).
Автор выражает глубокую признательность за проведенные исследования и плодотворное обсуждение результатов всем участникам работы.
Надмолекулярная организация хитина и хитозана
Панцирь ракообразных и кутикула насекомых образуют наружный скелет и выполняют защитные функции. Хитин в составе панциря находится в комплексе с белками, связанным пептидными связями дезацетилированных аминогрупп с диаминомонокарбоновыми кислотами алифатического ряда [14]. Комплекс импрегнирован карбонатом кальция и обладает высокой прочностью, чем крупнее организм, тем более минерализован его панцирь. Степень минерализации панциря зависит также от времени, прошедшем после линьки организма. В состав панциря входят, кроме того, липиды, меланин и пигменты каротиноидного типа. В кутикуле насекомых хитин также ковалентно связан с белками и с большим количеством меланина, который может составлять до 40% массы, содержание хитина находится в пределах 30-50% [15]. Так как хитин не может быть извлечён каким-либо растворителем, то процесс его выделения заключается в постепенном освобождении от сопут- ствующих соединений. Известные способы извлечения хитина можно разделить на химические, физико-химические и биохимические. 1.3.1. Химические способы выделения хитина Традиционный кислотно-щелочной способ выделения хитина из пан-цирьсодержащего сырья (ПСС) состоит из двух стадий: деминерализации -обработка разбавленной соляной кислотой и депротеинирования - обработка разбавленной щелочью. В зависимости от степени минерализации панцирей эти операции приходится применять неоднократно. Кратность обработок, их последовательность и температурно-временной режим в значительной степени определяются видом сырья, требованиями, предъявляемыми к качеству хитина, которые в свою очередь зависят от области, в которой он будет применяться. Лщшды и красящие вещества удаляют экстракцией органическими растворителями: этанолом, ацетоном, этилацетатом или спирто-бензолом. Для более эффективного удаления протеинов используют поверхностно-активное вещество - додецилбензолсульфонат натрия [16]. Одновременно это способствует снижению концентрации щёлочи и удалению липидов и красящих веществ. В процессе кислотно-щелочной обработки молекулярная масса хитина снижается в большей или меньшей степени. Недеструктирующий способ выделения хитина с помощью этилендиа-минтетрауксусной кислоты заключается в обработке измельчённого ПСС в течение 2-3 недель при рН 9,0. Полученный хитин содержал около 1% золы и 5% бежа [17].
Химические способы выделения помимо необходимости оснащения коррозионностойким оборудованием, плохо вписываются в безотходные технологии, так как гидролизаты белка, получаемые в виде отходов, содержат большое количество солей, что ограничивает их применение. 1.3.2. Электрохимический способ выделения хитина Альтернативная кислотно-щелочному способу выделения хитина технология основана на электрохимических реакциях, происходящих под воз- действием электрического тока. Технология разработана в институте Гипро-рыбфлот (Санкт-Петербург) [18,19]. Сущность технологии заключается в обработке ПСС в катодной и анодной камерах диафрагменного электролизёра при использовании в качестве электролита хлорида натрия. При этом депро-теинирование проводится в катодной камере при рН 12,0-12,5, а деминерализация в анодной при рН 1,5-2,5. Продолжительность отдельных операций, температура и рН среды, концентрация электролита, гидромодуль, плотность тока и другие технологические параметры регулируются в зависимости от вида сырья и требований к качеству продукта. Метод обеспечивает максимальную экстракцию белка и минеральных веществ. Получаемый хитин имеет зольность 0,01-0,10%. Разработанная технология позволяет регулировать молекулярную массу хитина в широких пределах. В процессе электрохимической обработки имеет место частичное дезацетилирование до СД 0,14-0,20. При исключении из процесса стадии деминерализации, то есть обработки в анодной камере, конечным продуктом является минерализованный хитин - "Хизитэл", который является хорошим сорбентом. Образующиеся в анодной камере при электролизе воды и хлорида натрия ионы СЮ", перекись водорода и газообразный хлор оказывают отбеливающее и антимикробное действие на продукты. К достоинствам электрохимической технологии следует отнести сохранение функциональных свойств белковыми гидролизатами и липидами, которые могут быть использованы в пищевой промышленности, сельском хозяйстве и медицине. Таким образом, решается проблема безотходности производства.
Недостаток технологии - затрудненность удаления хлора из продукта, возможно вследствие образования хлорпроизводных хитина 1.3.3. Биохимические способы получения хитина Применение ферментов для депротеинирования ПСС позволяет создать более мягкие условия обработки и упростить процесс. Наиболее простой способ этого направления - использование активного ферментного комплекса самого сырья - автопротолиз. Этот способ был оп- робован при добавлении целого криля к ПСС в соотношении 1:2 и выдерживании при 50 С в течение 5 ч. При этом в жидкую фазу переходило до 68% белка, то есть полноты депротеинирования не было, кроме того ферментативный комплекс криля содержит активные хитиназы, которые могут снижать молекулярную массу хитина [20]. Более полное депротеинирование можно осуществить с помощью про-теолитических ферментов бактерий Pseudomonas maltophilia [21]. Предварительно измельчённый и деминерализованный панцирь инкубировали при рН 7.0 и 30С, Конечный продукт содержал 1% белка. Хороший результат даёт также свежевыделенная культура Bacillus subilis - за 36 ч обработки крилевых ПСС гидролизуется 98% белка [22]. Панцирь краба, деминерализованный соляной кислотой, обрабатывали при комнатной температуре в течение суток смесью папаина, пепсина и трипсина, получая депротеинированный хитин [23]. Совмещение стадий деминерализации и депротеинирования возможно при использовании проторизина и протоваморина - кислых протеиназ микробного происхождения. Процесс протекает при рН 3,0 и 35-40С в течение суток. В качестве кислых протеиназ используют комплексы протеолитиче-ских ферментов, выделенных из грибов Aspergillus niger, Aspergillus fietidis, Aspergillus orizai. Полученный хитин не содержит золы, остаточное содержание белка 5-10%, который легко удаляется промывкой щелочным раствором на конечной стадии [24]. Актиназа Е из Streptomyces griseus была успешно применена для выделения и очистки хитина из панцирей креветки в сочетании с этилендиамин-тетрауксусной кислотой для деминерализации [25]. Полученный хитин имел более высокую ММ, чем выделенный традиционным способом. Биохимические способы получения хитина имеют один общий недостаток - неполное удаление белка до 95%, что отрицательно сказывается на качестве хитина и сужает сферу его использования. Кроме того, при выборе ферментного препарата необходим строгий контроль на содержание хитиназ, которые могут вызвать усиленную деструкцию хитина.
Сложные эфиры хитозана
Принципы синтеза производных хитозана основаны на тех же реакциях, что и получение производных хитина. Однако, реакционные способности хитозана и хитина в аналогичных реакциях различны вследствие наличия дополнительной функциональной группы в хитозане. Первичная аминогруппа придает хитозану не только существенно отличные от хитина свойства, но и обогащает химию этого полисахарида возможностью синтеза селективно замещенных производных. На хитозане могут быть получены как неизбирательно замещенные 0,К-производные, так и направленно замещенные О- или N- производные. Свойства этих продуктов существенно различаются. Для получения О-производных необходима либо защита аминогрупп во время реакции, либо подбор реагентов и условий реакции, либо проведение реакции на хитине с последующим дезацетилированием аминоацетильной группы. N-замещение часто не требует защиты гидроксильных групп и достигается при помощи реакций, характерных для первичных аминов. 1.6.3.1. Сложные эфиры хитозана 1.6.3.1,1. Сульфопроизводные хитозана Синтез сульфопроизводных хитозана, впервые осуществленный в 1956 [113], до сих пор остается в центре внимания исследователей благодаря выявленным антикоагуляционным свойствам этого производного. Стремление создать полный аналог природного антикоагулянта - гепарина вызвало поиск путей синтеза направленно замещенных соединений; продуктов, сочетающих сульфогруппы и карбоксильные группы в определенной пропорции и в определенном положении; получение производных с заданной молекулярной массой, а также к разработке упрощенной технологии получения, выделения и очистки продуктов, Сульфатирование хитозана смесью серного и сернистого ангидридов при температуре кипения смеси дало эфир с 14,4% S, обладающий антикоа-гуляционной активностью in vivo и in vitro [113]. В дальнейшем для сульфирования применяли хлорсульфоновую кислоту в среде пиридина [114], комплекс серный ангидрид-пиридин [115], серную кислоту, в которой процесс сульфирования сопровождался деполимеризацией [116]. Снижение скорости деструктивных процессов при сульфировании хитозана серной кислотой было достигнуто проведением процесса в среде изо-пропилового спирта [117]. Однако при этом получены продукты со С3=0,7-0,9, преимущественно 0-замещенные, имеющие низкую антикоагуляционную активность.
Были разработаны методы избирательного сульфирования хитозана путем использования различных реагентов и сред. При обработке хитозана комплексом серный ангидрид-пиридин в щелочной среде был получен N-сульфохитозан с полностью замещенными аминогруппами [118]. Последующая обработка продукта смесью сернистого и серного ангидрида при охлаждении привела к замещению 75% гидроксильных групп. Авторы наблюдали отсутствие антикоагуляционного эффекта у N -замещенного производного и высокую активность у N, О- производного хитозана. Комплексы серный ангидрид-ДМФА и хлорсульфоновая кислота-ДМФА дают 0-замещенные продукты. При C3sl,5 антикоагуляционная активность их превышает активность сульфохитозана, полученного обработкой комплексом хлорсульфоновая кислота-пиридин, в котором присутствует час- тичное N-замещение [116]. Фракционный состав сульфатированного хитозана в зависимости от способа его получения был изучен в [119], было установлено, что при использовании хитина с ММ= 30000 активность продукта составляет 90% от активности гепарина. Методом ультрафильтрации было показано, что в процессе сульфирования хитозана смесью хлорсульфоновая кислота/ДМФА молекулярная масса снижается в 12 раз [120]. В качестве сульфирующего агента был использован также комплекс пи-росульфат натрия-ДМСО в среде ДМСО [121,122]. Способ сульфирования полисахаридов, в том числе и хитозана, пере-этерификацией солями серной или сернистой кислот был предложен в [123]. Реакцию вели в растворе полисахарида в смеси ДМФАЯ С) Установление зависимости антикоагуляционной активности сульфированных хитозанов от присутствия О- или N-замещения вызвало исследования по уточнению замещения гадроксилов (первичных у С-6 или вторичных у С-2). Связь строения сульфатов хитозана со способом их получения была ис-следовала в работе [124] методом С-ЯМР. Было установлено, что при гомогенных условиях синтеза продукт представляет собой смесь 6-О-сулъфатов и 3,6-О-дисульфатов хитозана, при гетерогенных условиях продукт более однороден и отвечает формуле 3,6-О-дисульфата. Селективно замещенный по С-6 сульфохитозан получен сульфированием комплексом пиридин- S03 при защите аминогрупп и гидроксилов при С-3 ионами меди [125]. В самом начале изучения антикоагуляционной активности сульфопро-изводных хитозана было замечено усиление активности в присутствии карбоксильных групп у азота аминогруппы. Первым из смешанных производных был синтезирован N-формилсульфохитозан [126].
Позже сульфатированию стали подвергать N-карбоксиметилхитозан [127]. В работе Hirano было изучено восемь сульфопроизводных хитозана различного строения и было установлено, что введение карбоксильной группы в положение С-6 в N- сульфатированный хитозан дает продукт с 23 % от активности гепарина, дополнительное О-сульфатирование повышает активность до 45%. О-сульфатйрованный N-карбоксиметилхитозан также обладает 45% активности гепарина. Параллельное исследование токсичности препаратов хитозана показало, что 0,Ы-сульфатированный хитозан имеет низкую токсичность, сравнимую с токсичностью гепарина [128], Было замечено также, что для повышения активности необходимо присутствие N-ацетильных групп. Нетоксичный гепариноид с активностью равной 90% активности гепарина имел строение 6-0-карбоксиметил-1Ч-сульфо-N-ацетил хитина [129]. Самая высокая антикоагуляционная активность была достигнута при совместном присутствии сульфогрупп в N- и О- положениях, карбоксиме-тильных групп при 0-6 и N-ацетильных групп (степень дезацетилирования хитина 70%). Было также обнаружено ингибирующее действие этого производного на клетки меланомы [130]. Параллельно с созданием аналога гепарина совершенствовалась технология синтеза, выделения и очистки сульфата хитозана. Перевод сульфатиро-ванного продукта в Ва или Са соль, описанный в [131], существенно упрощает процесс. Очищенный продукт по антикоагуляционной активности не отличался от Na соли сульфохитозана. Для создания искусственных кровеносных сосудов с антитромбоген-ным эффектом проводилось сульфирование пленок хитозана комплексом 80з-пиридин. Изучение их in vitro показало возрастание времени свертывания крови на поверхности пленки с увеличением степени ее сульфирования. Пленки сохраняли механическую прочность [132]. 1.6.3.1.2. Фосфорсодержащие производные хитозана Введение фосфора в полисахариды производят с целью придания им огнестойкости. Для этого используют различные фосфорсодержащие реагенты. При реакции хитозана с гексахлорфофазеном, октахлорфосфазеном или с линейными олигомерными хлорфосфазенами в среде тетрахлорэтана при 120-140T в течение 10 ч вводится 5-8% Р. Данные ИКС показали, что реакция проходит по аминогруппам хитозана. Модифицированный хитозан самозатухает при поднесении пламени при содержании Р 2,5%, не загорается при содержании Р 7%. Производное трудно растворимо в муравьиной кислоте, набухает в уксусной кислоте, что подтверждает замещение по аминогруппам [133]. Водорастворимые фосфорсодержащие производные хитозана получены конденсацией хитозана с формальдегидом и фосфористой кислотой [134]. Авторы исследовали кинетику реакции и влияние условий реакции на молекулярную массу продукта, а также его способность к комплексообразованию. С целью придания огнестойкости хитозан обрабатывали фосфонитрил-хлоридом в органическом растворителе (тетрахлорэтане ли толуоле) в присутствии пиридина при температуре кипения смеси в течение 2 ч. Содержание фосфора в продукте составляло 0,54% [135]. Для проведения фосфоририлированяи хитозана были предварительно получены его органорастворимое производное - бензилхитозан, которое обрабатывали диэтиламидом 1,3-бутиленфосфористой кислоты. Фосфорсодержащая группировка присоединялась по аминогруппе.
Основания Шиффа
Реакция конденсации аминогруппы первичных аминов с альдегидной группой ароматических аминов с образованием оснований Шиффа впервые была осуществлена на хитозане в работе [173] с целью защиты аминогрупп в реакциях алкилирования. Из ряда ароматических альдегидов: бензойный, салициловый, анисовый, о-нитробензойный наиболее реакционноспособным оказался салициловый, количественно связавшийся с аминогруппами хитозана. Все синтезированные основания Шиффа не плавились, разлагаясь при Т 220С, не растворялись в органических растворителях. Салицилиденхито-зан разлагался в кислой среде на исходные компоненты - хитозан и салициловый альдегид, но был устойчив в щелочной среде в безводных условиях. Позднее основание Шиффа хитозана и глиоксалевой кислоты было использовано в качестве промежуточного соединения при синтезе N-карбоксиметилхитозана, который получали восстановлением иминной связи боргидридом натрия [216]. Хелатирующие полиамфолиты на основе хитозана были получены через образование иминов с фталоальдегидной кислотой с последующим восстановлением цианборгидридом натрия. Полученный таким образом N-(o-карбоксибензил)хитозан имел СЗ-0.43 по N-карбоксибензильным группам, растворялся в кислой и щелочной среде и хорошо сорбировал металлы переменной валентности [243]. Основания Шиффа хитозана и алифатических линейных альдегидов (от ацетальдегида до деканаля) и разветвленных альдегидов (изомасляный, изо-вадериановый, триметилуксусный), а также о-, п-, м- толуиловых альдегидов и п-диметиламинобензальдегида были получены в среде метанола при выдерживании с избытком соответствующего альдегида в течение суток при комнатной температуре [244]. Полученные соединения были использованы для направленного О-ацетилирования хитозана уксусным ангидридом в среде пиридина. Реакция с о-, м- и п- фталевими альдегидами в водно-метанольной среде дает моно- и бис-основания Шиффа в случае м- и п- альдегидов и циклический продукт с о-фталевым альдегидом. Восстановление цианборгидридом натрия приводит к соответствующему N-бензильному производному [245] Полученные таким образом производные обладают хорошими хелатирующи-ми способностями [246]. Основания Шиффа были использованы при синтезе органораствори-мьгх производных хитозана. Синтез проводили конденсацией частично гид-ролизованного хитозана с 10-20-кратным избытком альдегида алифатического ряда или замещенных ароматических альдегидов в водно-спиртовой среде при рН 5.5 с последующим ацетилированием [247].
Полученные соединения использованы для получения волокон, пленок, связывания ионов металлов и в косметике. Синтез N-нитрофенилхитозана был осуществлен реакцией гидрохлорида хитозана с п-нитробензальдегидом в среде ДМСО при 50С в течение 12 ч. Реакция протекала количественно. Динитрофенильные производные были получены в аналогичных условиях реакцией с фтординитробензальдегидом. Производные растворялись в ДМСО и ДМФА. Растворы и пленки, отлитые из этих производных, обладают электрохромными свойствами, изменяя свой цвет при электровосстановлении или электроокислении [248]. По реакции образования оснований Шиффа протекает взаимодействие хитозана с 5-формил-2-фурансульфоновой кислотой. После гидрогенизации образуется N-сульфофурфурилхитозан со С3=0.26. Соединение селективно удаляет из растворов ионы Cu(II), Pb(II) и Ni(H) [249]. Аналогичная реакция с 2-формилбензолсульфонатом натрия и 4-формилбензолсульфонатом натрия в присутствии цианборгидрида приводит к образованию соответствующих N-бензил производных с общей С3=0.83 [250]. Метокснфенильные альдегиды (ванилин, о-ванилин и др.) реагируют с хитозаном при нормальных и восстанавливающих условиях и придают хито-зану нерастворимость и повышеную прочность изделиям, сформованным из их смеси с крафт-лигнином [251]. С помощью оснований Шиффа удалось получить органорастворимые производные хитозана [252], Бензилиденовые или салицилиденовые группировки, введенные по аминогруппам, существенно улучшают доступность гидроксильных групп и делают возможным осуществить полное ацилирова-ние. Таким путем были синтезированы ди-О-ацетил-К-ацилхитозан, ди-О-пропионил-Г\Г-дигексаноилхитозан, ди-0-арилкарбамат-]Ч-ацетилхитозан, растворимые или набухающие в ТГФ, хлороформе, диоксане, ДМФА и ДМАА. 1.6.1.3.4. Другие производные хитозана Низкая токсичность хитозана, совместимость с тканями живых организмов и биодеградируемость делает его перспективным в качестве носителя ферментов и различных лекарственных средств с целью пролонгирования их действия и контролируемого выделения. Работы этого направления могут быть предметом отдельного обзора. Приведем здесь лишь некоторые способы иммобилизации биоактивных веществ на хитозане. Нуклеозид 5-фторурацил (5-FU) обладает заметной противоопухолевой активностью, присоединение его к хитозану, который селективно проникает в опухолевые клетки и ингибирует их рост, могло бы дать эффективный противоопухолевый препарат без побочных эффектов и пролонгированной активностью. Присоединение 5-FU осуществлялось через простую и сложную эфирные связи, через амидную связь, через мочевину и гексаметиленмочеви-ну.
Был использован как немодифицированный хитозан [253], так и в виде производных гликоль-, Обензоил-, О-миристоил-, О-капролоил-, 4-меток-сифенилхитозана и сополимера полиэтиленгликоль-хитозан [254]. Изучалось влияние дизайна и типа связи полученных конъюгатов на противоопухолевую активность. Наиболее сильный ингибирующий эффект показали конъюгаты хитозан-5-FU и хитоолигосахариды-5-FU. Ковалентная иммобилизация различных ферментов на хитозан осуществляется с помощью эпихлоргидрина, глутарового альдегида или водорастворимого карбодиимида. Иммобилизованные ферменты используются в промышленном биокатализе [255]. 1.6.4. Привитые сополимеры на основе хитина и хитозана Привитая полимеризация винильных мономеров на полисахариды позволяет получить гибридные сополимеры, сочетающие свойства природного и синтетического полимера, например, биосовместимость и термопластичность. Этот вид сополимеров применяют в основном как биоматериалы. В случае использования в качестве мономера производных моносахаридов, способных к полимеризации, получают разветвленные полисахариды сложного строения, в которых боковые цепи могут представлять полимеры галактозы или другого моносахарида. Боковые моно- или олигосахаридные цепи могут быть присоединены к макромолекулам хитина и хитозана и с помощью других реакций, требующих синтеза промежуточных соединений. Такие синтезы позволяют получить аналоги редких природных мукополисахаридов, обладающих особо ценными биологическими свойствами. 1.6.4.1. Гибридные сополимеры на основе хитина Привитую полимеризацию на хитин или его производные проводят в различных средах с использованием разнообразных инициаторов в гетерогенных или гомогенных условиях. Хитин может быть в виде порошка, раствора или пленки. Выбор характера процесса определяется желаемыми свойствами продукта. В первых работах по прививке в качестве мономера был использован метилметакрилат (ММА), закономерности полимеризации которого хорошо изучены. Kojima с сотр. Изучал прививку ММА в бензоле, диметилформами-де и воде при инициировании трибутилбораном. В начальной стадии реакции эффективность прививки составляет 98%, но количество привитых цепей мало. Эффективность уменьшается с повышением температуры. Энергия активации составляет 22.8 и 27.4 ккал/моль для прививки и гомополимеризации соответственно. Конверсия мономера, степень и эффективность прививки ММА линейно возрастают с увеличением количества хитина в реакции [256]. Yang Jingxian [257] прививал ММА на пленки хитина в водно-метанольной среде при комнатной температуре при инициировании солями церия. Максимальный выход сополимера был получен при концентрациях 0.5 и 5.10 моль/л мономера и хитина соответственно.
Действие хитозана на организм человека
Высокая эмульгирующая способность хитозана по отношению к липи-дам позволила предложить препараты на его основе для снижения уровня холестерина в организме человека [339]. Гиполиподемический эффект приводит к понижению артериального давления и способствует лечению гипертонии. Механизм действия хитозана может быть различным: эмульсификация липи-дов в желудке или ионное связывание их в двенадцатиперстной кишке или энзиматический гидролиз и образование смешанных мицелл в тонком кишечнике. Использование четвертичных производных хитозана или его солей с аскорбиновой или никотиновой кислотами приводит к усилению гипохолесте-рического действия [340]. Применение хитозана для лечения желудочных заболеваний основано на его антацидном действии. Кроме того, хитозан и его четвертичные производные улучшают проникновение гидрофильных высокомолекулярных лекарств через эпителий тонкого кишечника [341]. В акушерстве гель на основе хитозана рекомендован в качестве энтеро-сорбента для первичной профилактики инфекционно-опосредованного поражения нервной системы у детей в преднатальный период развития [342]. Высокая эффективность глюкозамина, глюкозамин сульфата и N-ацетилглюкозамина при лечении остеоартритов заключается в стимуляции синтеза глюкозаминглюканов и ингибировании их деградации путём подавления коллагеназы. Недавно было показано, что и полимерная форма N-ацетилглюкозамина, т.е. хитин, обладает подобным действием при оральном введении [343]. В зубоврачебной практике хитозан используют для восстановления пе-риодонтальных карманов после хирургического вмешательства [344]. Хитозан применяют в качестве связующего гидроксиапатитов в пастах для пломбирования зубов [345]. Гемостатические и плёнкообразующие свойства хито-зана обусловливают его применение при удалении зубов и для лечения травмированных и воспалённых тканей [346]. Применение электрофореза хитоза-на в комплексном лечении заболеваний парадонта приводит к практически полной реабилитации парадонта у большинства пациентов, а также обеспечивает профилактику рецидивов [347].
Антикоагуляционное действие сульфатов хитина было обнаружено ещё в 1935 г, но одновременно была показано токсичность этого производного [43], поэтому дальнейшие исследования проводились на сульфатах хитозана. Было выявлено влияние строения места присоединения сульфогрупп (О- или N-замещение, у первичного или вторичного гидроксилов) на его антикоагу-ляционную активность. Важным оказалось также присутствие карбоксильных групп [348]. В последнее время были созданы препараты, обладающие активностью, равной активности гепарина [349]. В онкологии хитозан применяется для транспортировки лекарственных веществ, например 5-фторурацила [350]. При этом биопереработанный хитозан концентрируется вокруг раковых клеток и ингибирует их рост. Для торможения роста опухоли использовали также водорастворимые конъюгаты митомецина с препаратами хитозана [351]. 6-Осульфат хитозана с высокой степенью сульфатирования, содержащий карбоксиметильные группы, эффективен против спонтанных лёгочных метастазов в модельных опытах на мышах, уменьшает миграцию раковых клеток, ингибирует гепариназу опухолевых клеток, с помощью которой они разрушают межклеточное вещество и базальную мембрану клеток [352]. Для транспортировки противораковых препаратов использовали также гели хитозана и 6-О-карбоксиметилхитин [353]. Необходимо отметить высокие радиопротективные свойства хитозана в виде хлорацетата и ацетата с молекулярной массой -70 кДа. Опыты на 7 видах лабораторных животных, включая собак и обезьян, показали выраженное противолучевое действие при назначении как до, так и после облучения. Внутривенное введение собакам за 15 мин до облучения в дозах 365-385 рад, вызывающих костномозговую форму лучевой болезни, полностью предотвращало гибель животных. При введении через 3 ч после облучения выживаемость собак повышалась до 45% (в контроле - 3-5%) [354]. Установлено, что хитозан стимулирует процессы миграции, пролифирации и дифференци-ровки стволовых гемопоэтических клеток, способствуя ускорению репарации костного мозга облученных животных [355]. Производные хитина и хитозана оказывают выраженное действие на иммунную систему. В работах [356-358] показано, что хитозан обладает про-тивоинфекционным действием, стимулирует выработку интерферона, а также ряда цитокинов, способствует активации киллерньгх клеток, оказывает стимулирующее действие на перитонеальные макрофаги и ряд других показателей иммунитета. Полученные данные говорят, что хитин с СД 70% обладает наибольшей противораковой и иммуноадъювантной активностью. Установлено, что этот препарат медленнее разрушается в организме по сравнении с другими производными хитина [359]. Обнаружено также, что и олигосахари-ды хитина стимулируют систему иммунитета [360]. Интенсивные работы по поиску средств против вируса человеческого иммунодефицита стимулировали исследования препаратов хитозана и в этом отношении. Было показано, что гЧ-карбоксиметилхитозан-г-1,0-сульфат тормозит развитие вируса HTV-1 в человеческих CD-4+ клетках, а также вируса мышиной лейкемии в мышиных фибробластах [361]. Механизм действия сульфопроизводных хитозана при ВИЧ-инфекции связан в основном с блокированием взаимодействия вирусного гликопротеида gpl20 с клеточным рецептором CD4, что приводит к нарушению процессов адсорбции, играющих критическую роль в развитии ВИЧ-инфекции [362].
Биоактивность хитозана и его производных - сложное явление, которое объясняется комбинацией различных воздействий защитного или биостиму-лирующего типа. 1,7.1.3. Использование хитина и хитозана в хирургии Хитин и хитозан являются биополимерами, стимулирующими восстановление повреждённых тканей. Они могут быть рассмотрены как небелковая матрица для трёхмерного роста тканей и могут играть роль биологического предшественника образования клеточной ткани. 1.7.1.3.1. Средства для заживления ран Препараты хитина и хитозана перспективны для использования в хирургии. В настоящее время ведется интенсивная разработка препаратов хитозана для наружного применения, способных стимулировать процессы заживления ран [363-369]. Рядом исследователей получены данные о том, что хитин и его мономеры способствуют более быстрому заживлению ран. С этой целью применяют мелко раздробленный хитин, которым посыпают поверхность раны. Хитин может быть использован и как сухой аэрозольный порошок в смеси с другими медикаментами, применяемыми для лечения ран [363]. Показано, что орошение ран урогенитальной области раствором хитозана у собак способствовало их скорейшему заживлению и уменьшению образования фиброзной ткани [364]. Производные хитина и хитозана могут быть использованы для лечения ожоговых ран [370,371]. Они обеспечивают механическую защиту раны от внешних воздействий, стимулируют процессы регенерации поврежденной ткани. Так, у животных, получавших препараты хитозана на ранних стадиях восстановления обожженной раны, обнаружено более выраженное образование фибробластов, гистиоцитов, иммунокомпетентных клеток, отмечается ускорение сроков заживления раны и уменьшение образования фиброзной (рубцовой) ткани. Покрытие, содержащее карбоксибутилхитозан, примененное для лечения хирургической раны у кроликов, способствовало ускорению процессов пролиферации и организации ткани, значительно уменьшало протекание реактивных процессов, ведущих к образованию рубцовой ткани, стимулировало процессы восстановления ткани и развитие кровеносных сосудов в поврежденных тканях [372]. Полиэлектролитные комплексы хитозана с сульфонатом хитозана были исследованы в качестве раневого покрытия, и было установлено, что заживление усиливается олигомерами хитозана, образующимися в результате взаимодействия с тканевыми ферментами [373]. Композиты хитозана с коллагеном или фибрином также перспективны для ранозаживления [374], в частности, комплекс хитозана с коллагеном "Коллахит" показал высокую эффективность для лечения инфицированных ран брюшной стенки при кесаревом сечении [375]. В США мембраны и пленки из хитозана используют в качестве искусственной кожи при лечении ожогов и открытых экссудативных ран.
