Aromatisches Derivat von Chitosan verbessert regenerative Eigenschaften

Die antioxidativen, bakteriostatischen und antientzündlichen Eigenschaften von Chitosan sorgen dafür, dass es sehr gut für Anwendungen in der regenerativen Medizin wie Wundauflagen geeignet ist. In der präsentierten Studie wird ein über eine Schiffsche Base derivatisiertes Chitosan vorgestellt, welches diese Eigenschaften weiter verbessert.

Chitosan-Derivat mit 2,2’,4,4’-Tetrahydroxybenzophenon weist stärkere antibakterielle, antientzündliche und antioxidative Eigenschaften auf

Tamer M. Tamer, Mervat M. ElTantawy, Arina Brussevich, Anna Nebalueva, Alexander Novikov, Ivan V. Moskalenko, Marwa M. Abu-Serie, Mohamed A. Hassan, Svetlana Ulasevich, Ekaterina V. Skorb, Functionalization of chitosan with poly aromatic hydroxyl molecules for improving its antibacterial and antioxidant properties: Practical and theoretical studies, International Journal of Biological Macromolecules, Volume 234, 2023, 123687, ISSN 0141-8130, https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123687

Das Interesse an Antioxidantien hat in den letzten Jahren stark zugenommen, da zahlreiche Studien den Zusammenhang zwischen oxidativem Stress und chronischen degenerativen Krankheiten wie Atherosklerose zeigen konnten. Ein kürzlich aus Pflanzen isoliertes Antioxidans ist Tetrahydroxybenzophenon. In der vorgestellten Studie wurde dieses über eine Schiffsche Base an die Aminogruppe von Chitosan gebunden. Verwendet wurde Chitosan mit einem Molekulargewicht zwischen 100 und 300 kDa und einem Deacetylierungsgrad von etwa 75%. Ähnliche Produkte können Sie auch in unserem Online-Shop finden.

Der genaue antioxidative Mechanismus von Chitosan ist unbekannt, es wird aber davon ausgegangen, dass über die positiven Ladungen freie Radikale abgefangen werden können. Bei dem in der Studie synthetisierten Derivat wird vermutet, dass die Phenolgruppen zusätzlich als Elektronendonoren wirken und dadurch den antioxidativen Effekt verstärken. Oxidativer Stress kann nicht nur direkten Schaden verursachen, sondern aktiviert auch über verschiedene Signalwege eine Immunantwort. Um die entzündungshemmende Wirkung des Derivats zu bestätigen, wurde überprüft ob das Level des proinflammatorischen Zytokins TNF-alpha gesenkt wurde. Für die Verwendung in der regenerativen Medizin ist jedoch auch der bakteriostatische Effekt von Chitosan bedeutend. Durch die positive Ladung des Chitosans an der Amingruppe, kann sich dieses an die Zellwand- und Zellmembran der Bakterien anlagern und diese dadurch schädigen. Verstärkt werden kann das durch die hydrophoben Eigenschaften des Chitosans. Durch die Derivatisierung mit 2,2’,4,4’-Tetrahydroxybenzophenon nimmt der hydrophobe Charakter des Chitosans zu, wodurch stärkere Interaktionen mit der hydrophoben Zellwand stattfinden. Anhand von multiresistenten Bakterienstämmen aus Krankenhäusern wurde überprüft, ob dies auch die antibakterielle Wirkung von Chitosan verstärkt.

Ergebnisse

• gesteigerte antibakterielle Wirkung gegen multiresistente Bakterien
• bessere Wundheilung
• stärkere antioxidative und antientzündliche Wirkung
• höhere thermische Stabilität
• geringere Löslichkeit

Schlussfolgerung: Das Derivat von Chitosan mit Tetrahydroxybenzophenon könnte sich für die Anwendung in der regenerativen Medizin besser als normales Chitosan eignen. Allerdings ist es im Vergleich zu herkömmlichen Chitosan deutlich aufwendiger in der Herstellung.

Link zum Artikel: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0141813023005809?via%3Dihub